Una guía completa para los Cerveceros
John Palmer y Colin Kaminski
Cerveceros de Publicaciones
Una división de la Asociación de Cerveceros PO Box 1679,
Boulder, Colorado 80.306 hasta 1679
Copyright © 2013 por la Asociación de Cerveceros
Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida en cualquier forma
sin el permiso por escrito del editor. Ni los autores ni los editores, el editor asume ninguna responsabilidad por
el uso o mal uso de la información contenida en este libro.
ISBN: 978-0-937381-99-1 (impresión) ISBN:
978-1-938469-10-7 (ePub)
Biblioteca del Congreso de datos Catalogación por la publicación de la edición impresa
Palmer, John J., 1963-
Agua: una guía completa para los cerveceros / por John Palmer y Colin Kaminski.
pag. cm.
Incluye referencias bibliográficas e indice. ISBN
978-0-937381-99-1 (pbk.)
1. elaboración de la cerveza. 2. El uso del agua. 3. La química del agua. 4. Agua - Purificación. I. Kaminski,
Colin, 1965- II. Título.
TP583.P35 2013
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2013019177
Editorial: Kristi Switzer
Editores técnicos: AJ DELANGE, Martin Brungard Copiar Edición:
Amahl Turczyn Scheppach indexación: Doug Easton
Producción y Gestión del Diseño: Stephanie Johnson Martin Cubierta y diseño
interior: Julie cubierta blanca Ilustración: Alicia Buelow
A todos aquellos que han compartido generosamente sus conocimientos y
pasión por la elaboración de la cerveza conmigo, gracias por
dejar que me devuelva el favor.
- John
Me gustaría dar las gracias a todas aquellas personas que creyeron en mí para
hacer posible mi vida. También me gustaría dar las gracias a todas aquellas
personas que no creen en mí por darme la
conducir a alcanzar mis logros.
- Colin
Tabla de contenido
Agradecimientos
Prólogo
1 Un libro entero en la elaboración de la cerve
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a Agua
Descripción general de Agua como una visión general de
Ingredientes de agua y puré general Química del Agua de
Elaboración Brewing
2 ¿Dónde su agua?
El ciclo del agua
Fuentes y la mineralización del agua precipitación de
las aguas subterráneas de la superficie del agua
Del origen al grifo
3 ¿Cómo leer el informe de Agua
Estándares primarios parámetros del informe de
calidad del agua
Normas secundarias
No regulados Normas / Estética
El agua de dureza, alcalinidad y miliequivalentes
4 alcalinidad residual y el puré
La alcalinidad del agua
La precipitación de los fosfatos de calcio en el puré residual
alcalinidad Refinamiento de la AR
5 Residual alcalinidad, malta de la acide
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Maltas y malta malta, de color
Acidez
Una discusión de malta acidez y la alcalinidad Determinación
de la alcalinidad del agua en el puré Presentación de Z residual
Alcalinidad (Z RA) La hipótesis para predecir Mash pH
6 Control de Alcalinidad
La reducción de la alcalinidad
La reducción de la alcalinidad con Ácido
La acidificación de maceración y burbujeo del agua
La adición de alcalinidad
7 Ajuste de Agua para Estilo
Waters históricos, tratamientos y Estilos de sabor Efectos
de iones
Sulfato-a-ion cloruro
Edificio Brewing agua desde cero La elección de un
agua para el estilo de ajuste de agua para adaptarse
al estilo Brewing un estadounidense Pale Ale Brewing
una cerveza Pilsner
Preparar una Extra Stout Exteriores
8 Fuente de Tratamiento de Agua Tecnologías para la
Cervecería
La eliminación de sólidos suspendidos-mecánico
Filtración
Eliminación de sólidos disueltos-Hierro y
Manganeso
La eliminación de sólidos disueltos Intercambio de iones de
eliminación de sólidos disueltos-nanofiltración y
Osmosis inversa
La eliminación de líquidos y gas Contaminants-
Cloro
La eliminación de contaminantes orgánicos activados por
Carbón
Extracción de gases disueltos-desaireación
9 aguas de proceso Brewery
Brewing agua
Limpieza y aclarado con agua
refrigerada licor
El agua de alimentación de la caldera y la
caldera de embalaje
Producto empujando
agua de dilución
10 Tratamiento de aguas residuales en el Brewery
Lo que es de aguas residuales?
¿Por qué tratamos de aguas residuales? ¿Cómo
se trata de aguas residuales? La eliminación del
suspendida Ajuste Sólidos pH / Ecualización
tanque de filtración de Fines
Digestión
La deshidratación de lodos
Apéndice A-Química Glosario y Primer Apéndice
B-acidificación de burbujeo o
Brewing agua
Apéndice C-Ion, de sal y ácido cálculos de balance y
de carga Apéndice D-Water
Índice de distribución de especies de carbonato
Lista de los principales figuras,
tablas, barras laterales y
Ilustraciones
Distribución de agua y Procesamiento en la fábrica de cerveza
Nota breve sobre el pH y tampones agua Común proceso de
purificación de cloro o cloraminas?
Reglas generales para la solubilidad de compuestos iónicos
Agua
¿Qué es un ion?
Parámetros de cervecería clave en el Informe de Calidad del Agua para
la fuente de agua
Sólidos disueltos totales (TDS) Prueba ¿Qué es
un topo?
Factores de conversión para Ion Concentraciones relación
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Alcalinidad en constantes de
equilibrio de agua pura
Carbonato de Especies Fracción molar vs El pH del agua @
20 ° C
La alcalinidad vs Shift Dureza pH de Kolbach con
Grist Relación de cambio de pH con el ajuste de la
abertura
Del contenido en ácido acético como una función de la malta de color
Congreso puré de pH varía en función de la malta
Tipo
Hierba de pH en función del tiempo y asar
Temperatura
Una nota acerca de Medidores de pH y automática
Compensación de temperatura (ATC)
Resumen parcial de malta Titulación de datos por Troester
y Bies et al
Graduada alcalinidad y acidez de Pils Weyermann
Base de malta
Buffering capacidad de una sola malta alcalinidad /
acidez de tres maltas buffering capacidad de tres
maltas La determinación de la acidez de malta
Aportes
Charge (mEq) por mmol de carbonato de Especies
Reducción de la dureza y alcalinidad por calentamiento y
Hirviendo
Método de AJ DELANGE para el uso de cal apagada
Descarbonatación en el hogar
Preparación 1 Soluciones normales de Seguridad Común Ácidos Ácido:
palabras de precaución para los ácidos fuertes (y
bases)
Resumen de métodos para reducir la alcalinidad
experimentos con niveles de calcio
pH Wort y gravedad (° P) vs. Lautering Tiempo Número de
protones liberados vs. pH
La eficacia de la cal frente a la tiza por un aumento de pH Mash Resumen
de métodos para aumentar los perfiles de iones de las principales ciudades
de cervecería Ion Aportaciones de alcalinidad Brungard por la sal adiciones
sugeridas perfil de las aguas para las formas sugeridas Lager perfil de las
aguas de Estilos Ale Cálculo de alcalinidad residual
Contenido de iones en Wort (10 ° P) y Beer Uso
Agua desmineralizada
Ventajas y desventajas generales de resina de intercambio iónico
tipos
Dosificación requisitos para el tratamiento metabisulfito de un ejemplo
de distribución de agua y tratamiento en
la fábrica de cerveza
Propiedades de la solución de glicol de propileno
Requisitos NPDES para la descarga en Surface
Fuentes de agua
Los límites de descarga de alcantarillado de EE.UU.
típicos Cómo se trata de aguas residuales? Brewery tipo
Resistencia Residuos
Flujo Ascendente anaeróbico Sludge Blanket Digestión Sistema de la
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Porcentaje de carbonato de especies como función de
pH
Expresiones de gratitud
Ningún libro puede escribir sin la gestión del tiempo. Con entusiasmo se ofreció a pasar
este tiempo, pero hay que agradecer a nuestras familias por el tiempo que perdimos
con ellos. Nos embarcamos en este viaje hace varios años con la esperanza de
recoger todos los conocimientos del mundo de agua de infusión en un solo lugar, y al
hacerlo, abre la última frontera de elaboración de la cerveza. Encontramos en lugar de
que el agua era mucho más profundo y más amplio de lo que habíamos imaginado.
Juegos de palabras que salieron a la superficie del agua donde giramos. Temíamos
que estaban fuera de nuestra profundidad. Pero con un montón de amigos para acudir
en busca de ayuda, creemos que hemos compilado un libro útil para todos los
fabricantes de cerveza.
Ambos de nosotros hemos comenzado elaboración de la cerveza hace unos
veinte años a principios de los años noventa, y ambos fueron inspirados a aprender
más acerca de elaboración de la cerveza agua de la escritura de un hombre en
particular, AJ DELANGE. Él fue la primera persona que sabíamos de que se llevó a la
química del agua más allá de 2 + 2 = 4 y
nos introdujo en el sistema Carbo, a las constantes de solubilidad, y
miliequivalentes. Él fue el primero en advertirnos que nos faltaba el punto tratando
de replicar aguas elaboración de la cerveza famosos, que las composiciones no
eran realistas, que no se suman. Su trabajo nos ha permitido dedicarse a la
ciencia del agua en nuestras carreras elaboración de la cerveza y nos trajo a
donde estamos hoy. A lo largo de este proyecto, ya que se pueden conseguir
pegado sobre un tema, o darse cuenta de que había un elefante desconocido en
la habitación, AJ fue la que nos podríamos recurrir para pedir ayuda. De hecho,
sólo una semana antes de este manuscrito se debió, nos dimos cuenta de que no
sabíamos cómo calcular el efecto de las adiciones de ácido fosfórico de calcio
disuelto en el agua de elaboración, y AJ fue capaz de programar una hoja de
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fabricantes de cerveza a entender que cualquier agua desde que Paul Kolbach
introdujo el concepto de alcalinidad residual en 1953.
También hay que agradecer enormemente Martin Brungard por su experiencia
y sabiduría. Martin es un Diplomado de Ingeniería de Recursos Hídricos, y ha estado
guiando a los fabricantes de cerveza en
el uso del agua desde 1999. Martin jugó un papel decisivo en el examen
técnico de los contenidos, siempre llevando volver a lo que era práctico,
aplicable y verificable en cualquier ámbito de la cervecería.
John tiene que agradecer personalmente a Bob Hansen y Dan Bies en
Briess malteado e ingredientes por todo su trabajo duro probar el pH del agua
destilada y la acidez de varias maltas. Este proyecto consumió casi cuatro años, ya
que interrogado sobre los datos, y planeó y llevó a cabo nuevos ensayos. Del
mismo modo, Kai Troester, un científico de elaboración de la cerveza hecho a sí
mismo, ha compartido generosamente su trabajo e ideas en las pruebas de acidez
de malta y predecir el pH de puré. La mayoría de
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Colin tiene que agradecer personalmente Gil Sánchez, Ian Ward, Brian Hunt,
el Dr. Michael Lewis y el Dr. Charles Bamforth para siempre ofreciendo consejos en la
química de elaboración de la cerveza, mientras que negoció aguas difíciles. (Nunca
mejor dicho). También hay que agradecer al capítulo de la Asociación de Cerveceros
Maestro norte de California para proporcionar contactos y un sinfín de conferencias
técnicas que hicieron de su elaboración de la cerveza
carrera posible.
Necesitamos absolutamente agradecer a los trabajadores y los fabricantes
de cerveza de Stone Brewing Co., New Belgium Brewing Co., Coors Brewing Co.,
de oro, La Bruery, Eagle Rock Brewery, Golden Road Brewery, Firestone Walker
Brewing Co., Moonlight Brewery, la cervecería de Bell , Fundadores Brewery,
Anheuser-Busch-Fairfield, y por último pero no menos importante Sierra Nevada
Brewing Co., por su generosidad en responder preguntas, llamadas telefónicas y
visitas personales como hemos tratado de resolver todas las opciones y las
prácticas de uso del agua hoy . También hay que agradecer a los muchos
fabricantes de cerveza que nos ayudaron a lo largo de los años, haciendo
preguntas y que nos invita a hablar en conferencias. Cada pregunta y la discusión
ha ayudado a mantener los remos en el agua.
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persona encargada de la gestión de tratamiento de agua en cualquier fábrica de
cerveza. Este libro 1.000 + página es una enciclopedia de todo en el tratamiento del
agua. Puede que no cubra las fábricas de cerveza en concreto, sino que abarca todo
lo demás.
Prefacio
He estado involucrado con la elaboración de la cerveza durante unos 40 años y en
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contienen información valiosa acerca de las principales materias primas utilizadas
para fabricar cerveza, pero los tres primeros son escritos claramente para los
cerveceros. El cuarto no lo es. La palabra “elaboración de la cerveza” ni siquiera
aparece en su índice. Lo mismo es cierto para varios otros títulos de agua y varios en
la levadura (aunque elaboración de la cerveza se vuelve a mencionar en la mayoría
de los libros de levadura). Tengo un montón de libros sobre el agua, pero no tengo
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tan pronto como mi copia está en la impresora, lo haré también. Mina irá en el espacio
que estoy reservando para ello, junto a la levadura, lúpulo y malta libros.
¿Por qué ha tardado tanto tiempo en conseguir un libro de agua elaboración de
la cerveza en el estante? Simple: es difícil escribir uno! Hablo por experiencia. Tengo
de vez en cuando trató de escribir un libro sobre este tema y encontró tan intrincada
que a veces me sentí que estaba luchando contra la Hidra. Cada vez que una cabeza
se cortó dos más volvió a crecer. Estoy bastante seguro de que si se encontró con
John o Colin en una conferencia o en cualquier otro lugar y se le pedirá cualquiera de
ellos si la tarea resultó ser más desalentador de lo que se pensaba originalmente, que
respondían, ’¡Sí!’
Luego está la cuestión de lectores. No estoy seguro de que muchas
personas se han interesado en este libro hace 40 años. La demanda es fuerte
ahora. He tenido un montón de, “¿Cuándo fue el libro agua que sale?”
Consultas. Creo que la razón de esto es que la sofisticación de hobby y
artesanía cerveceros ha avanzado de manera espectacular, y esto lo atribuyo a
los avances en la tecnología. Las cuatro tecnologías que tengo en mente son las
computadoras, sistemas de ósmosis inversa, medidores de pH y de Internet.
Todos menos el último estaban bien establecidos hace 40 años. Mientras que
los tres primeros no son nuevas tecnologías,
que han disfrutado de un enorme aumento en
rendimiento acompañado de una disminución drástica en el precio.
Vamos a aplazar el debate sobre la influencia de RO y medidores de pH, por el
momento y hacer comentarios sobre la influencia de Internet y,
necesariamente, los ordenadores con los que acceder a Internet.
Hace cuarenta años, el estado de la técnica de elaboración de la cerveza
conocimiento de agua se encontraba en unos pocos y demasiado breves capítulos
de un par de textos de elaboración de la cerveza; pero esto fue suficiente para
estimular el interés de los fabricantes de cerveza que comenzó a pensar en el
problema, haciendo análisis y experimentos y se comunican entre sí a través de
Internet. (Sabía que estos autores a través de los años netas antes de conocerlos
en persona.) Debido a que las discusiones se llevaron a cabo utilizando un medio
público, otras personas los vieron, se interesó y comenzaron a experimentar y
calcular también. Si no hubiera sido por Internet no creo que el nivel de actividad
habría sido casi tan alta como lo fue y sigue siendo. A medida que el ’tráfico’
conseguido, incluso más gente se dio cuenta y comenzaron a aparecer artículos en
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como en varios sitios web. Con el tiempo se dio a algunos tipos de ingeniería que,
si bien la química y las matemáticas relevantes asociados eran intrincada
(Más sobre esto más adelante), que podrían ser ocultados al usuario
medio en un programa de hoja de cálculo o una calculadora inteligente
diseño, que, si la interfaz de usuario se realiza correctamente, debería
ser bastante fácil de usar. Estos comenzaron a proliferar.
Probablemente he encontrado una docena, de los cuales tres
permanecen en uso frecuente en la actualidad. Hay una buena cantidad
de discusión relacionados con el agua en algunos de los sistemas de
BBS elaboración de la cerveza y el número de participantes parece ser
bastante grande. La sala estaba llena de agua el Panel en la
Conferencia Cerveceros Inicio en Bellevue en 2012. En otras palabras,
la conciencia de lo que el agua puede hacer potencialmente para la
cerveza, y el interés en ese potencial, parece ser más amplio de lo que
era en el pasado. Aún así, no todo el mundo está a bordo. Este libro le
ayudará a llevar a muchos al redil. Si usted es uno de los holdouts,
Las cerveceras avanzan en sus carreras, aprenden un poco acerca de
malta, lúpulo y levadura antes de adquirir un nivel similar de conocimientos
sobre el agua. Hay varias razones posibles para esto. Tenga en cuenta la
perspectiva de una
nueva cerveza, que ahora cuenta con una amplia variedad de maltas, lúpulos y
levaduras para elegir, cada uno de los cuales pueden venir de cualquier parte del
mundo. Por ejemplo, no es raro para elaborar cerveza Pilsner de Bohemia clásico con
lúpulo y malta de cebada cultivadas en la República Checa. La levadura es probable
que se obtiene a partir de una fuente local, pero que creció fuente de las células
suministradas desde una cepa importada originaria de la República Checa. Es, por el
contrario, es evidente que no se puede importar agua de Pilsen o Ceske Budejovice.
Consideraciones prácticas obligan a la mayoría de los fabricantes de cerveza a
utilizar el agua que está disponible en sus fábricas de cerveza (aunque los cerveceros
caseros a veces obtienen el agua de elaboración de las tiendas de comida cerca de
salud o en los supermercados y yo cumplía con un operador comercial que tenía su
agua en camiones). Dado que la cerveza se ve obligada a elegir entre los de
variedades de lúpulo, malta y levadura docenas, pero prácticamente no tiene elección
sobre el suministro de agua, no es de extrañar que nuestra nueva cerveza se centra
la atención principalmente en los tres primeros y comienza la fabricación de cerveza
sin dar agua mucho pensamiento. suministros municipales de agua en los países
desarrollados son tales que si bien no puede ser ideal para elaboración de la cerveza,
se puede
hacer muchas cervezas transitables con ellos. Muchos cerveceros hacen exactamente
eso durante toda su carrera elaboración de la cerveza.
Dado que el agua potable no parece contribuir directamente
sabores o aromas tan potentes como los de lúpulo, malta y productos de
fermentación, es comprensible que a partir de los fabricantes de cerveza
podría concluir que el agua no es más que un portador de sabores de los
otros componentes de la cerveza. El cloro y cloramina en concentración
apreciable excepciones
a esto,e incluso
cerveceros no sofisticados suelen ser conscientes de que estos productos químicos
deben ser tratados, aunque un sorprendente número de fabricantes de cerveza a partir
de hacer cerveza aceptable sin ninguna consideración por cualquiera. Este libro tiene
mucho que enseñar a estos fabricantes de cerveza.
Otros fabricantes de cerveza, incluyendo algunos muy buenos, piensan
en su agua disponible en los mismos términos que los viticultores opinan de
terroir. Toman una decisión consciente de aceptar su agua tal como es, y sólo
cervezas cerveza que trabajan con él. Es obvio que esto es mucho más fácil de
hacer si sólo se está gestando un tipo de cerveza que si su cartera es extensa.
Las secciones de este libro que describen el agua
fuentes y un desglose de sus componentes como se encuentra en un informe típico
de agua serán de valor a estos fabricantes de cerveza, al igual que las partes que
describen los efectos del agua sobre el pH puré y los que discutir no de infusión
(limpieza, refrigeración, dilución, vapor generación, etc.) utiliza de agua en la fábrica
de cerveza.
Antes de salir de terroir hay que señalar que, con o sin razón, a
menudo se da como la razón principal de que, por ejemplo, Irish Stout es
una cerveza muy diferente a la de Bohemia Pilsner. Si bien es claro que
el local de lúpulo, malta y levadura disponibles tenían algo que ver con
esto, el sentido común dice que el agua tenía mucho que ver con él
también. También hay que señalar que la adhesión a la filosofía terroir no
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a la vez elaborada con agua Múnich y ambos tienen características
atribuibles a esta agua. En el primer caso, el agua se utiliza como está,
pero en este último se descarbonata.
Como la experiencia de un fabricante de cerveza, el conocimiento y el contacto
con otros fabricantes de cerveza crece y su deseo de hacer muy buena o excelente
cerveza en lugar de simplemente emerge buena cerveza,
su atención, finalmente, a su vez, al agua, como debe ser; porque cervezas
muy buenas y excelentes, no se pueden hacer sin una atención considerable
al agua. Y aquí nos encontramos con el primer gran obstáculo en el camino
hacia un mejor conocimiento del agua de escaldado. Comenzamos este
ensayo con una implicación de que las fuentes de información sobre el agua
como aplicados a la cerveza son difíciles de conseguir. No es tanto que la
información necesaria no es por ahí como que está finamente dispersa y no
siempre en lugares obvios. La cervecera tendrá una fuente para todo lo que
necesita saber sobre el agua si se recoge un conjunto de textos generales
sobre la química inorgánica, química física, análisis cualitativo y quizá la
bioquímica; algunos textos más específicos sobre la química acuática,
análisis de agua y de tratamiento de agua; esos alltoo-breves capítulos sobre
el agua en los textos de elaboración de la cerveza;
revistas,
alguna conferencia
procedimientos y algunas direcciones URL. Ninguna de estas fuentes, a excepción de
algunos de los papeles y algunos de los sitios web, son exclusivamente de agua de
elaboración de la cerveza y algunos de ellos son bastante difíciles de leer. Encontrar
las partes relevantes elaboración de la cerveza es como encontrar aguja en un pajar.
Escribir este libro
requiere que los autores encuentran esas agujas, y lo han hecho muy bien;
pero además de la extracción de pepitas de la literatura, los autores se han
basado en el conocimiento de la experiencia de los cerveceros, personas con
especial interés en o conocimiento de la materia y los que han desarrollado
un software para hacer algunos de los cálculos y experimentos complejos.
Con una amplitud de fuentes tales, este libro le sea responder a sus
preguntas de agua de cervecería o de tener bien en el camino a esas
respuestas. He visto muchas consultas de Internet que leen algo así como:
“Estoy haciendo buena cerveza pero algo sólo parece faltar. Creo que puede
ser mi agua. ¿Dónde puedo ir a aprender algo sobre cómo mejorar mi
elaboración de la cerveza a través del ajuste del agua?”Este libro es la
respuesta obvia.
No es suficiente con simplemente recoger toda la información relevante y
ponerlo antes de la cafetera, ya que muchos serán completamente intimidar por él y
por consiguiente, no habrá obtener ningún beneficio de ella. Una comparación con
malta, lúpulo y levadura puede volver a prestar una cierta penetración. Si un fabricante
de cerveza de malta encuentra un particular, tener demasiada proteína, o una cepa de
levadura que tirar demasiado diacetilo, o una variedad de lúpulo a ser demasiado baja
en geraniol, no hay mucho que pueda hacer al respecto aparte de
seleccionar diferentes materiales, o diluir o aumentar con materiales
que tienen más o menos de las propiedades deseadas. El agua es
bastante diferente. Mientras que la cerveza no puede obtener
fácilmente el agua de una fuente diferente, lo que está disponible se
puede modificar. De hecho, él debe hacer exactamente que si se
quiere hacer excelentes cervezas libre de las limitaciones impuestas
por la escuela terroir. Si hay demasiada cantidad de algunos iones, se
debe quitar ese ion. Si hay deficiencia de alguna otra de iones, iones
que debe ser aumentada. Para ello requiere la aplicación de la química.
Es algo paradójico que los fabricantes de cerveza se intimida por la
relativamente simple química del agua en contraposición a la mucho
más compleja química y bioquímica de los otros tres ingredientes. El
malestar se debe, en mi opinión,
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suficiente, ya que el fabricante de cerveza típica prácticamente no puede aplicar la
química para mejorar la malta, lúpulo o levadura. Para dominar el agua, por el
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lo que significa
que tiene que hacer cálculos. Es mucho más fácil de explicar y entender
(cualitativamente) que los iones bicarbonato en licor de elaboración de la cerveza
absorben los iones de hidrógeno a partir de un componente ácido que el puré se
trata de explicar y entender cómo calcular
(Cuantitativamente)
la cantidad desodio
bicarbonato necesario para eliminar el efecto de que el ácido.
cálculossobreel
bicarbonato sistema carbonato carbónico / / en agua están en el corazón de
la química del agua de infusión. Requieren el uso de cosas como la
extensión Davies a la teoría de Debye-Hückel. Si no está familiarizado con
eso, como la gran mayoría de los lectores será, no es de extrañar que usted
puede sentir un poco intimidado. No sea! No es necesario para entender la
teoría de Debye-Hückel (por no hablar de la extensión Davies) para utilizar
este libro. Las partes de intimidación (matemática) de la ciencia se han
hecho por ti y los resultados colocados en tablas y gráficos fáciles de usar.
Esto es, en mi opinión, uno de los lugares en los que este libro realmente
brilla. Esto hace que el más difícil, pero muy esencial, que forma parte de la
materia accesible para aquellos que no tienen una formación en ciencias o
ingeniería. Los pocos que quieren saber
acerca de la ecuación de Davies-Debye-Hückel y otros arcanos los encontrará en
una búsqueda en Internet.
Un cervecero que busca mejorar su cerveza mediante la modificación
de su agua disponible se esfuerza por cumplir dos objetivos: una técnica y
estética. El objetivo técnico es establecimiento de pH adecuado puré. Se
podría argumentar que el logro de este objetivo es lo que este libro es
realmente y que el resto del material está apoyando. Eso es un poco
exagerado, pero puré adecuado de pH es muy importante. El objetivo
estético es una cuestión de sabor.
PH adecuado puré es necesario para el mejor perfil de sabor, pero
hay otros efectos relacionados con el sabor más que derivan directamente
de los minerales en el licor. El más conocido de estos son la dulzura y
redondez impartida por el ion cloruro, y el sinergismo de los iones sulfato
con los principios hop amargor. puré adecuado de pH y buen sabor efectos
tanto requieren que ciertas cosas están en el licor a la concentración
adecuada. agua de ósmosis inversa, una de las dos tecnologías restantes
a ser discutido,
contiene
prácticamente nada, a fin de utilizar de la misma como fuente de licor hace que sea
fácil de obtener las concentraciones de iones que necesitamos. Sólo tenemos que añadi
lo que se requiere, sujeto a la limitación de que los dos iones en la que un
separa sal añadida están en proporción relativa fija. No hay necesidad de
analizar el agua o realizar cualquier prueba sobre ella que no sea para verificar
que el sistema de ósmosis inversa está funcionando correctamente. RO agua
es, en una analogía popular, una ’hoja en blanco’.
disponibilidad de agua de ósmosis inversa está revolucionando hobby y
elaboración de la cerveza comercial, ya que no importa lo difícil que puede ser el
agua disponible, ahora puede transformarse en ese pedazo de papel en blanco.
No sólo RO hacen posible preparar una buena cerveza en lugares donde esto
antes no era posible, que hace que la relación de la cerveza con el agua mucho
más simple. El consejo, “Sólo se disuelve 1 gramo de cloruro de calcio en cada
galón de agua de ósmosis inversa y la cerveza” es un consejo muy simple de
hecho, pero le conseguirá una buena cerveza en un número sorprendentemente
grande de casos. Para obtener una excelente cerveza va, naturalmente, tiene que
hacer algo más que añadir un poco de cloruro de calcio, y este libro le mostrará
cómo hacerlo.
La última de nuestras tecnologías de vanguardia es el medidor de pH
bajo costo. Encontrará pH discutió mucho en
este libro. El equilibrio de los iones de carbonato y fosfato
depende del pH y cada una de las muchas reacciones químicas
complejas de malteado, maceración y la fermentación están
mediadas por la catálisis bioquímica de enzimas. comportamiento
de las enzimas depende de la temperatura, como la mayoría de
los fabricantes de cerveza saben, pero también depende del pH.
Es por eso que es tan importante para establecer el pH puré
correctamente (si lo hace, el pH en otras partes del proceso
tenderá a estar en el rango correcto también). predicción Mash
pH es complicado y una variación natural en las propiedades de
malta hace predicciones exactas difícil. Aquí es donde entra en
juego el medidor de pH. Se da información directa a la fábrica de
cerveza al igual que su termómetro hace, y la información de la
que es tan importante como la información de la temperatura. Si
la temperatura está apagado, el cervecero añade o quita calor. Si
el pH está fuera de la fábrica de cerveza añade o quita ácido.
En resumen: Usted tiene, esencialmente, en tres opciones
acercarse a su agua de escaldado. Usted puede preparar con ella tal como es; se
puede modificar mediante la adición de iones deficientes y la eliminación de los que
están presentes en exceso; o puede empezar con agua RO y construir el licor de
elaboración de la cerveza que necesita a partir de cero. Espero que este prólogo le
ha dado un poco de perspectiva que le ayudará, mientras lee, a tomar esa decisión,
así como para apreciar la amplitud de la información que se encuentra en este libro
y comprender la importante contribución que hace a la literatura elaboración de la
cerveza. Sumergirse y espero que disfruten de la lectura tanto como he disfrutado
ayudando a John y Colin lograr que se escriben.
AJ DELANGE
McLean, Virginia podría
2013
Un libro entero en
Brewing agua
Este libro es parte de una serie de elementos Brewing los Cerveceros Publicaciones y
está destinado a todos los niveles de los cerveceros
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de los cerveceros caseros a los profesionales. Sin embargo, se debe
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previsto para el principiante. Cerveceros deben tener un conocimiento práctico
de técnicas de elaboración del grano,
incluso
maceración, filtración del mosto, y los rendimientos esperados para apreciar
plenamente las discusiones en este libro. Cerveceros también deben tener un
conocimiento básico de la química de nivel medio superior con el fin de entender los
conceptos discutidos aquí. Para aquellos que son un poco oxidado en química, un
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recursos de Internet que pueden explicar los conceptos de química si es necesario.
Antes de 1990, había una bastante amplia brecha en el nivel de conocimientos
técnicos entre los fabricantes de cerveza a nivel de hogar
y los fabricantes de cerveza a nivel comercial. Pero desde ese momento, la brecha se
ha reducido considerablemente. Actualmente tenemos cervecerías más pequeñas e
independientes en los Estados Unidos que nunca antes en nuestra historia, y la
mayoría de estos maestros cerveceros aprendido su oficio por primera cerveza casera.
Esta afirmación es válida en todo el mundo, así, nuevas pequeñas fábricas de cerveza
se están abriendo en todas partes, la gente a redescubrir cerveza en toda su variedad.
Existe un renovado interés en diferentes estilos de cerveza y una mayor variedad de
ingredientes. Nuevas cepas de levadura son cada vez más accesibles, los fabricantes
de malta tienen nuevos mercados para sus maltas especiales, y los cultivadores de
lúpulo son constantemente pidieron nuevas variedades, todo para satisfacer las
necesidades creativas de los nuevos cerveceros. Pero el agua? Así, el agua proviene
de un agujero en el suelo.
En el siglo pasado, parece agua a menudo se pasa por alto o demasiado
simplista cuando se consideraba en absoluto. El tema común fue que el agua
debe estar limpia y potable, baja en alcalinidad y dureza, provienen de los
arroyos de montaña puros, etc. Aquí en los Estados Unidos, la elaboración de la
cerveza de cervezas de tipo Pilsner de luz para el todos los hombres parecía ser
el único verdadero objetivo de cualquier proceso de infusión,
especialmente en lo que cervecerías consolidados en los años 1950, 60, y 70. Durante
la última mitad del siglo XX, las recomendaciones generales para la elaboración de la
cerveza del agua en los libros de texto han sido:
El agua debe estar limpia.
Pre-hervir el agua para deshacerse de dureza temporal. La
alcalinidad del agua debe ser inferior a 50 ppm.
El agua debe contener de 50 a 100 ppm de calcio. El problema con estas
generalidades es que fueron construidos principalmente para un estilo de estilo de
cerveza Pilsener-lagers y no necesariamente cumplen con los requisitos de otros
estilos. La cerveza es la bebida más compleja conocida por el hombre, y el papel del
agua en la elaboración de la cerveza es igualmente compleja. los libros de texto de
química del agua normalmente se ejecutan a 500 páginas, sin embargo, el agua rara
vez recibe más de un solo capítulo en los libros de texto modernos de elaboración.
¿Es porque el agua es simple elaboración de la cerveza? No. Es porque la química
del agua sólo se ha entendido recientemente? No en realidad no.
La influencia y la importancia de la composición del agua sobre la cerveza
se conoce desde hace mucho tiempo. En 1830, el
composición del agua de Burton-upon-Trent se dio a conocer como el resultado
de una demanda por difamación presentada por cerveceros locales de la ciudad
contra la Sociedad para la difusión de conocimiento útil, que había afirmado que
los fabricantes de cerveza Burton adulterados sus cervezas. El término
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sección sobre agua (12 páginas) en la elaboración de la cerveza Materiales,
hacen nota de tratamientos para mejorar el agua, tales como aireación para
eliminar los olores y precipitar el hierro, y la adición de sales para Burtonizing,
indicando, “Una adición de yeso de París, sulfato de magnesia, o sal común,
preferiblemente en un polvo en el depósito de agua caliente, hará que el agua
blanda más adecuada, particularmente para las cervezas muy pálido.”se van a
describir‘hacer Constituyentes perjudiciales indiferente’, tales como la reducción
del exceso alcalina carbonatos mediante adiciones de una cantidad adecuada de
cloruro de calcio, el ablandamiento de agua de alimentación de calderas, y
discuten diferentes aguas de infusión para
diferentes tipos de cerveza y cerveza. Las únicas diferencias reales en este libro
de textos modernos son la terminología para algunos las sales (por ejemplo, cal,
magnesia) y las unidades (es decir, granos por galón vs. ppm).
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proporciona revisión considerable de diferentes aguas elaboración de la
cerveza y tratamientos de agua a “modificarlos para un mejor propósito”,
incluyendo las reacciones químicas pertinentes. Este libro se publicó sólo unos
pocos años antes de que el concepto de pH se introdujo por Søren Sørensen
PL del Laboratorio Carlsberg en 1909, y el pH no se incluyó en las
discusiones. El concepto de pH había ganado una mejor aceptación por 1924,
cuando su definición fue refinada a estar de acuerdo con el trabajo
contemporáneo en celdas electroquímicas.
Otra prueba de que el negocio de tratamiento de agua no es nuevo
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tratamiento de la elaboración de la cerveza del agua en la luz de la química
moderna:
“Cada agua de infusión debe ser cuidadosamente estudiado y
tratado de acuerdo con sus necesidades específicas. Durante más de 30 años hemos
realizado el tratamiento del agua de escaldado nuestro estudio especial,
el suministro de la cerveza con los particulares Burton sales Wallerstein
necesarias para mejorar y corregir su agua de elaboración de la cerveza “.
Este libro también incluye la discusión sobre el valor de la medición
del pH, pero señala que el pH del agua no es la meta.
Mientras que el pH es uno de los factores más importantes en relación con la
idoneidad de un agua con fines de elaboración de la cerveza, hay que tener
en cuenta que es el pH de la masa y no el pH del agua que influirá en los
resultados en la industria cervecera. Por lo tanto, nuestro objetivo en la
corrección del agua de escaldado no es lograr cualquier valor de pH
particular en el agua, pero para que sea más adecuado para elaboración de
la cerveza y para proporcionar las condiciones bajo las cuales las
operaciones de elaboración de la cerveza se puede conducir de la mejor
manera.
En 1953, Paul Kolbach determinó que el aumento de la alcalinidad del
agua provoca pH del mosto a elevarse por encima de su agua destilada o pH
“normal”. También determinó que el calcio
y magnesio en agua (dureza) reacciona con los fosfatos de malta para neutralizar
la alcalinidad del agua y reducir el pH del mosto. Llamó la alcalinidad restante
después de esta reacción “alcalinidad residual” y este concepto se ha convertido
en una piedra angular para la comprensión y la manipulación del pH a lo largo del
proceso de elaboración de la cerveza.
El pH puré impulsa el pH hervidor de agua, hervidor de agua y el pH es un
factor principal en la determinación de la forma en que los sabores de la cerveza se
expresan en el paladar. En una región de agua alcalina, un fabricante de cerveza
puede típicamente necesitará utilizar ácido o incorporar maltas más ácidos en la factura
de grano para llevar el pH puré hacia abajo en el rango deseado. Por el contrario, la
necesidad de ácidos o maltas ácidas se reduce en una región con agua de baja
alcalinidad.
En general, el gusto americano de la cerveza en el siglo pasado ha
conseguido más y más ligero. Obviamente, hay excepciones, pero los años de la
Luz, en seco, y las campañas de marketing de cerveza hielo cuentan una historia
coherente. De hecho hace poco, algunas empresas muy grandes cerveceras han
pasado más tiempo del anuncio hablando de los envases de una nueva cerveza
que su sabor. El punto es que baja gravedad lager pálido
cervezas son la gran mayoría del mercado, y las características de agua de
infusión de ese estilo ha sido aceptada como la norma, sin mucha
comprensión de por qué. Con suerte, este libro puede ser un puente entre
el pasado y el futuro del uso del agua en la fábrica de cerveza.
requisitos de calidad del agua en la fábrica de cerveza puede variar. La
mejor agua para la elaboración de la cerveza no siempre puede ser la mejor agua
para otros usos en la fábrica de cerveza. El agua que se utiliza para la limpieza, la
generación de vapor, refrigeración, o dilución puede necesitar totalmente diferentes
parámetros de maceración o agua burbujeo. Lo que esperamos hacer con este libro
es darle el conocimiento para cambiar el agua de un obstáculo en una herramienta.
El primer objetivo de este libro es educar a la cerveza sobre el agua como un
ingrediente de la cerveza. El segundo es el de explicar en un lenguaje sencillo cómo
el agua interactúa con las maltas para crear la química de la masa, y la manera de
manipular que la química para mejorar la cerveza. La tercera sección del libro se
sale de la cuba de puré y se centra en las necesidades de agua de proceso otra
fábrica de cerveza y tratamiento de aguas residuales. La elaboración de cerveza
debe ser todo acerca de hacer el trabajo de agua para usted,
Panorámica de agua como ingrediente
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química. Y así es elaboración de la cerveza-cerveza es una mezcla compleja de
azúcares, proteínas, alcoholes, y otros compuestos orgánicos innumerables. Un
fabricante de cerveza tiene que pensar en las fuentes de agua y el agua de la misma
manera como variedades de lúpulo y regiones de cultivo, o maltas y fabricantes de
malta. Diferentes fuentes de agua tienen diferentes perfiles químicos y, por tanto,
diferentes beneficios para los diferentes estilos de cerveza. Crystal agua pura de
manantial de montaña es una gran idea en teoría, pero la realidad de la elaboración de
la cerveza es que la dureza del agua significativa es realmente recomendable para un
mejor rendimiento elaboración de la cerveza y otros iones puede ser beneficioso para
dar sabor a la cerveza.
Elaboración de la cerveza la buena cerveza se trata de algo más que tener
el derecho de agua; y por el contrario, tener el derecho de agua es algo más que
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agua, y lo que hay en él. Vamos a discutir los informes de agua y normas de agua
potable primarios, los varios minerales y contaminantes
y cómo estos pueden afectar su cerveza. El primer requisito para el agua fuente de
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beber, pero puede que no sea apto para elaborar cerveza. El agua puede contener
cloro o cloraminas, gases disueltos, o compuestos orgánicos que pueden afectar
negativamente el sabor de la cerveza. Aunque inicialmente puede parecer fácil,
degustación del agua antes y después de cada paso del proceso, y antes de cada
aplicación clave es muy recomendable.
Por ejemplo, en Sierra Nevada fábrica de cerveza en Chico, California, que
tasteand oler a probar el agua diariamente, utilizando un mínimo de cuatro personas,
en seis puntos diferentes en el proceso de elaboración de la cerveza. Tienen un sabor
del agua de entrada para cualquier cosa inesperada; tienen un sabor y olor del agua
después de decloración, y después de la filtración de carbono para cualquier offaroma.
Ponen a prueba el tanque frío licor, el tanque de licor caliente, y el tanque de agua
desaireada para cualquier off-aroma. Otros aguas de proceso no producto, tales como
la Limpiadora de embotellado y enjuague, se prueban semanal. Los malos sabores y
aromas pueden ser a humedad o terroso, azufre, éster, o metálico. Algunos de estos
puntos de prueba pueden no ser aplicables a su fábrica de cerveza, y las diferentes
fuentes de agua tendrá diferentes necesidades, pero
El análisis sensorial completa y consistente de la calidad de su agua es una
herramienta poderosa.
Descripción general de Agua y puré Química
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química del agua interactúa con la química puré. Generalmente, el agua para
fabricación de cerveza debe tener un mínimo de 50 ppm de calcio para mejorar el
rendimiento de maceración, buena fermentación, y la clarificación de la cerveza.
Alcalinidad en el agua de elaboración ha sido considerado tradicionalmente como
sólo como una barrera, algo que debe ser eliminado. Sin embargo, el nivel
recomendado de alcalinidad en el agua de elaboración puede variar en función de
la acidez de la composición de puré de malta y cerveza carácter deseado de la
cafetera. En general, baja alcalinidad es deseable para cervezas de color más claro
y la necesidad de alcalinidad aumenta para grists puré más oscuras y más ácidas.
En última instancia, el sabor de la cerveza debe ser guía de la cafetera a la
composición del agua adecuada.
Durante años, se ha hablado de desarrollar un modelo para predecir y
controlar el pH puré mediante la comprensión de la interacción de la composición del
agua y maltas en el molino del grano. Vamos a explorar las investigaciones recientes
en esta área con el fin de
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química de malta puede parecer más allá del alcance de este libro, pero
realmente es la otra mitad de la ecuación si se va a discutir pH puré; y no hay
realmente mucho sentido en la discusión de la química del agua si no se va a
discutir las propiedades de pH puré de patatas y cerveza.
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reducción y el aumento de la alcalinidad según sea necesario. El ablandamiento con
cal, descarbonatación por el calor, y la acidificación de elaboración de la cerveza y el
agua de rociado se dirigen, así como las últimas investigaciones en el efecto sobre
puré pH de tiza y adiciones cal apagada.
Vamos a explicar cómo manipular la química del agua para mejorar
su cerveza. Aunque el calcio y la alcalinidad son aspectos muy importantes
de agua de infusión, varios otros iones pueden tener efectos sustanciales
sobre el sabor de la cerveza y la percepción. Por ejemplo,
el sulfato-a-
relación de cloruro en el agua puede afectar significativamente la malta a
equilibrio de sabor amargo y la percepción de saciedad
y sequedad en la cerveza. Sodio, magnesio, cobre y zinc puede ser muy
beneficioso en pequeñas cantidades, pero producen malos sabores si se utiliza
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Una pregunta frecuente es, ¿qué tipo de agua es apropiada para
un estilo particular? ¿Cuánto de esta sal debería añadir a mi agua?
También vamos a enseñar cómo hacer los cálculos de química simples
para la sal y el ácido
adiciones.
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recomendaciones para las composiciones generales de agua para los diferentes
estilos, recetas de sal para la construcción de estas aguas de agua destilada o
RO, y un par de ejemplos específicos para el ajuste de una fuente de agua para
preparar mejor un estilo particular. Estas sugerencias están destinadas a ser
escalones o puntos de lanzamiento, no un destino final. Las cualidades sabor de
la cerveza debe ser su guía a medida que navega estas aguas. En conjunto,
estos capítulos y los apéndices deben darle las herramientas para adaptar su
agua para casi cualquier estilo que desee preparar.
Descripción general del Agua de Elaboración Brewing
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se centra en el uso del agua en la fábrica de cerveza para los procesos que no sean
de elaboración: qué tecnologías de tratamiento están disponibles, los requisitos para
las diferentes aguas de proceso y tratamiento de aguas residuales cervecería.
tratamiento de agua es una antigua ciencia, con procesos como la ebullición, la
filtración por arena y filtración de carbono que se remonta a la época de los faraones
egipcios. El ablandamiento con cal fue desarrollado en 1841 y se discute como una
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tratamiento del agua a partir de ahí. El propósito de esta sección del libro es dar a
conocer la nueva cerveza (y) con el estado actual de la técnica, con procesos que son
más adaptables a las cervecerías pequeñas y medianas, y no a un refrito de viejas
tecnologías que pueden ser más adecuados para grandes elaboración de la cerveza
-scale.
Figura Distribución 2-Agua y Procesamiento en el Brewery.
Brewing es una actividad muy intensa, utilizando en cualquier lugar de 5-10
volúmenes de agua por cada volumen de cerveza producida. La mayor parte de
esta agua se utiliza para la limpieza, una parte se pierde por evaporación, y casi
todos se acaba yendo por el desagüe a menos que se recupera. El agua utilizada
para la limpieza a menudo necesita ser suavizada para obtener mejores resultados.
Los términos coloquiales “agua dura” y “agua blanda” en realidad procedían de la
industria de la limpieza. El término “duro”
significa que es difícil de levantar una espuma debido a la unión de los sitios
de unión del suelo en jabones de iones calcio y magnesio química.
La figura 3-A día brew típica en el Bruery en Placentia, CA.
Una vez que los iones de calcio y magnesio en el agua
han sido atado, se necesita más jabón para la limpieza real. Detergentes y
tensioactivos son menos sensibles al agua dura y constituyen la mayoría de los
productos químicos de limpieza en uso hoy en día. La dureza del agua es
también responsable de incrustaciones de carbonato en el equipo, que inhibe la
limpieza a fondo. Por lo tanto, es común para ablandar el agua dura antes de su
uso en la limpieza.
Pero hay más en Brewery tratamiento de agua de ablandamiento. Hay
varias tecnologías que los servicios de agua utilizan para eliminar los sólidos en
suspensión, sólidos disueltos, y contaminantes líquidos y gases desde el agua, y
estos mismos métodos se pueden poner para utilizar en la fábrica de cerveza.
Una vez que entendemos las tecnologías disponibles para nosotros, podemos
mirar a los requerimientos de agua proceso de cervecería con una mejor vista
puesta opciones y viabilidad.
Figura 4-glicol tanques de fermentación enfrían a Dama Bier, Piracicaba,
SP, Brasil.
El agua se utiliza para enfriar el mosto en intercambiadores de calor, que se
utiliza en soluciones de glicol de polipropileno alrededor de fermentadores con camisa,
y se utiliza en forma de vapor y de agua de alimentación en sistemas de caldera. agua
de la calderatratamiento
es esencial
para
el mantenimiento de la eficiencia energética y la integridad de los sistemas de
generación de vapor. La mala gestión de los equipos y el uso del agua puede tener
efectos importantes en el rendimiento del sistema,
los costos de energía, las emisiones de agua y gas, y la vida del equipo. Cada uno de
estas aplicaciones de intercambio térmico tiene
potencialmente diferentes requisitos.
Figura 5-la caldera a Stone Brewing Co, Escondido, CA.
Si bien gran parte de la cerveza artesanal producido en la actualidad se vende
en el local, directamente de los tanques brillantes, muchos de ellos necesita ser
embotellada y en barril también. las leyes de etiquetado actuales requieren la adhesión
estricta al contenido de alcohol declarado. Por lo tanto, muchas cervecerías practican
alta gravedad elaboración de la cerveza en algún grado para que puedan diluir el
mosto o cerveza para golpear de forma más consistente su número. las necesidades
de agua de dilución
para ser altamente desaireado para evitar el endurecimiento prematuro, ya que a
menudo se añade justo antes de su envasado. El agua también se utiliza para el
lavado y engaños acerca / chorro en la línea de embotellado, y para lavar y enjuagar
barriles de acero inoxidable, aunque por lo general sin la necesidad de desaireación.
El agua de dilución se puede utilizar en muchos puntos diferentes en
el proceso de elaboración de la cerveza: pre-hervir, post-hervir, y / o
postfermentation. Pre-ebullición y agua de dilución después de la ebullición
se pueden utilizar para ajustar la gravedad original o volumen del lote. La
popularidad de ebullición de alta gravedad y fermentación en fábricas de
cerveza de producción a menudo requiere un suministro de agua de dilución.
Los requisitos para el agua de dilución después de la ebullición son los más
altos en la fábrica de cerveza. El agua debe ser desinfectada y tanto purgar
antes de su uso, ya que está siendo utilizado para la cerveza terminada. El
agua que no se desinfecta tiene un mayor riesgo de echar a perder la
cerveza en el paquete, incluso si pasteurizada. Por último, el contenido de
calcio del agua de dilución debe ser menor que el contenido de calcio de la
cerveza concentrada con el fin de evitar la precipitación de oxalato de calcio
en el paquete.
Figura 6-A mirar en la sala de tratamiento de agua en Sierra Nevada Brewing Co, que
muestra la media parte inferior de la columna de la desaireación.
Figura 7-Este es el tanque de digestión aeróbica en Sierra Nevada Brewing Co, en
Chico, CA.
El tratamiento y la eliminación de las aguas residuales es la espina proverbial
en el lado de muchas fábricas de cerveza en crecimiento. A medida que crece la
producción de cerveza, la carga y el carácter de las aguas residuales enviados a la
planta de tratamiento de aguas residuales está bajo escrutinio cada vez mayor. Lo que
antes era un inconveniente menor, o un guiño y un guiño al proveedor de tratamiento,
se convierte en un problema de cómo todos los días para disponer de
aguas residuales, pasado levadura y productos químicos de limpieza,
evitando multas y recargos por
de la fábrica de cerveza
descargas de aguas residuales?
Para reducir la carga y mejorar el carácter de las aguas residuales fábrica de
cerveza, puede ser necesario un tratamiento previo en la fábrica de cerveza. El objetivo
del pretratamiento de aguas residuales es para eliminar los sólidos disueltos y
suspendidos del agua, mantener el pH de las aguas residuales dentro de los límites
permisibles, y reducir la fuerza de la descarga. En muchas áreas, lo que permite aguas
residuales no tratadas para entrar en la red de alcantarillado puede conducir a altas
tarifas y multas por parte de la planta de tratamiento de aguas residuales local. fuerza
de aguas residuales Brewery se puede reducir químicamente, aeróbicamente o
anaeróbicamente. Cada tipo de sistema tiene sus ventajas y desventajas, y estos se
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Con suerte este panorama, se da una mejor comprensión del agua como
un ingrediente de la cerveza y como recurso de producción. El
perfeccionamiento de su agua para sus múltiples usos cervecería es una parte
importante de mejorar el sabor de sus cervezas y mejorar las operaciones de la
cervecería. Los requisitos ambientales en una fábrica de cerveza nunca han
sido
más estrictas de lo que son hoy y esperamos que al traer estos aspectos en
un solo libro, podemos darle el conocimiento y las herramientas para hacer
que el agua realmente funciona para usted y su cerveza.
2
¿Dónde su agua
¿Viene de?
La comprensión de donde proviene nuestra agua y cómo el ambiente puede
alterar su carácter y constituyentes son factores importantes para el agua de
escaldado. Este capítulo ilustra cómo los cambios de agua a medida que
progresa a través del ciclo del agua (hidrológico) y, finalmente, influye en nuestra
elaboración de la cerveza.
El ciclo del agua
Podemos considerar el ciclo del agua para comenzar como un gas o vapor en las
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pero no por mucho tiempo. Como se condensa para formar gotitas de agua,
absorbe dióxido de carbono y otros gases del aire. El ambiente también está
llena de partículas de polvo y cristales minerales diminutas, tales como
arena y cloruro de sodio. Todas estas sustancias ayudan a las gotitas de
agua para condensar, pero también contaminar el agua durante la formación.
Las gotitas se aglomeran y caen a la tierra como precipitación (lluvia o
nieve).
Cuando la lluvia y la nieve caída a la tierra y recoger, se convierte en
agua superficial. Cuanto más largo el agua de la superficie se mantiene en
contacto con la tierra (días o años), el más sustancias desde el medio
ambiente serán disueltos o suspendidos en ella. Estas sustancias pueden ser
la materia orgánica de las plantas o animales, otros compuestos tales como
herbicidas y pesticidas, y minerales tales como cloruro de sodio y sulfato de
calcio, por nombrar sólo unos pocos.
Figura
8-El
ciclo
del
agua
de
gas
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líquido
y
la
espalda.
Imagen
©
Shutterstock.com.
Como el agua superficial se filtra en el suelo, la mayor parte de la materia
orgánica se separa por filtración y el agua se expone a más minerales. Esta agua
se denomina agua subterránea y
pueden residir en estos acuíferos durante cientos, si no miles de años. La
exposición a largo permite un montón de tiempo para que los minerales se
disuelvan en el agua subterránea. En las zonas con formaciones de suelo y roca
de carbonato, los minerales disueltos a menudo conducen a mayores
concentraciones de dureza y alcalinidad que se puede lograr en la superficie.
Pozos, manantiales y filtraciones en los ríos y arroyos de aguas subterráneas
traer de vuelta a las aguas superficiales. En cualquier momento, tanto aguas
subterráneas y superficiales puede evaporarse a la atmósfera para reiniciar el ciclo
del agua.
Las fuentes de agua y la minerali
z
ación
El punto de esta introducción es para ilustrar que hay tres fuentes principales
de agua dulce (precipitación, agua de superficie, y las aguas subterráneas) y
cada uno tiene sus ventajas y desventajas para el uso en la fábrica de
cerveza. La precipitación de lluvia o de la capa de nieve reciente tenderá a
tener un pH más bajo que el agua superficial y contienen muy poca materia
orgánica o minerales disueltos. El agua superficial de los ríos o lagos puede
tener más materia orgánica y una moderada concentración de minerales
disueltos y alcalinidad. es más probable que estén contaminados con aguas
superficiales
compuestos orgánicos, incluyendo plancton y escombros. La calidad del agua
superficial varía en gran medida con la ubicación debido a ambiental
condiciones
y
humanoactividad.
El agua subterránea tiende a tener orgánicos de bajo, pero puede tener un
mayor contenido mineral disuelto y es susceptible a la contaminación de la
industria, la agricultura y otras fuentes artificiales.
Cerveceros han obtenido su agua de infusión a partir de fuentes
superficiales y subterráneas durante siglos. La mayor parte del agua extraída de
estas fuentes es para el agua potable o usos distintos de elaboración de la
cerveza. El agua puede ser suavizada o endurecido, se ajusta el pH, y los iones de
problemas orgánicos o quitar para hacer que el agua más atractivo para los
clientes y proteger la infraestructura de la empresa de agua. En los Estados Unidos
y en otros países, las leyes a menudo requieren que los servicios públicos
desinfectar el agua para eliminar la contaminación microbiana antes de su
distribución a los usuarios del agua. El hecho de que el agua ha sido tratado antes
de la distribución no significa que es adecuado para su uso elaboración de la
cerveza, a pesar de que
es adecuado para beber. La desinfección no es tradicionalmente
importante para los fabricantes de cerveza porque el
proceso de elaboración de la cerveza implica típicamente de ebullición. De hecho, la
cerveza se ha utilizado durante miles de años como un medio de hacer que el agua
segura para beber cuestionable. la desinfección del agua pública puede ser un
problema para los fabricantes de cerveza debido a que algunos desinfectantes
comunes pueden ser difíciles de eliminar, puede causar subproductos residuales, y
puede tener efectos negativos sobre el sabor de la cerveza. (Esto se discute más
adelante en
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pueden esperar de él. Una descripción más detallada de las fuentes de
agua comunes sigue.
Nota breve sobre el pH y tampones
pH se definirá en detalle más adelante en el libro, pero el punto clave
para entender por ahora es que pH es la medida de la concentración de
iones de hidrógeno, o la acidez de una solución. El pH se mide en una
escala de 0 a 14, con 7 considerado neutral. Valores por debajo de 7
son cada vez más ácida y aquellos con un pH mayor que 7 son más
básicas. Por sí mismo, el pH del agua no es muy útil para los
fabricantes de cerveza. Para el cervecero, la
alcalinidad del agua de infusión es más importante que su pH.
Con el fin de entender su agua de elaboración de la cerveza, no sólo
se necesita entender el pH, sino también los sistemas tampón en el
agua. Un tampón es un compuesto químico
enun
solución
ese
reacciona
(disocia / asociados) a la adición de otra sustancia química (sal,
azúcar, ácidos, bases) para resistir eficazmente los cambios en el
pH de la solución. El tampón primaria
en el agua potable
es por lo general la alcalinidad.
La medición del pH del agua sin conocer el tipo y la cantidad del
sistema tampón es como medir el voltaje de una batería desconocido.
Tensión no nos dice el tamaño o la capacidad de la batería. Del
mismo modo, usted tiene que saber el tipo y las cantidades de los
buffers en solución para tener un contexto para el pH.
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de los próximos capítulos mientras discutimos las fuentes de agua y la
composición, ya que es un punto de referencia útil. el pH se vuelve
sumamente importante
después, cuando se trata de comprender y controlar la química puré. Para
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Precipitación
El agua de lluvia o la nieve pueden ser muy puro, que contiene típicamente menos
de 20 ppm de sólidos disueltos totales. A medida que el agua se condensa a partir
de un gas en un líquido en la atmósfera, otros gases se disuelven en el agua
líquida, aunque gases inertes como el nitrógeno, argón, y helio no son muy
solubles en agua.
Una revisión de la composición gaseosa de aire seco estándar muestra
que es más o menos 78,1% de nitrógeno, 20,95% de oxígeno, y 0,9% de
argón. cuentas de humedad de 1% a 4% de la atmósfera típica, que desplaza
un poco de aire seco en otras palabras, 3% de humedad significarían aire 97%
seco. Mirando el aire seco solo, estas proporciones dejan sólo alrededor del
0,04% del volumen para el resto de los gases, incluyendo el dióxido de
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parte del total de gas restante.
El resto de los gases como el helio, el ozono, criptón, etc., son típicamente a 5
ppm o menos y no afectan significativamente la calidad de agua atmosférico.
Aunque todos estos gases pueden disolverse en el agua en la atmósfera (es
decir, nubes) en cierto grado, el dióxido de carbono es de lejos el más soluble y
que desempeña el papel más importante en la determinación de la composición
eventual y la química de nuestra agua de infusión. Esto será explorado en los
capítulos posteriores.
El agua de lluvia tiene típicamente niveles muy bajos de moléculas
inorgánicas, pero la contaminación del aire puede contribuir cantidades
significativas de sulfatos, nitratos, aldehídos, cloruros, plomo, cadmio, hierro y
cobre. En las zonas de contaminación altos, nitrogenados y óxidos de azufre
puede crear la lluvia ácida con efectos destructivos que van desde la acidificación
de las aguas naturales a erosionar los monumentos de Grecia. El pH de la lluvia
ácida ha sido medida tan bajo como 2,6 debido a estas causas.
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Francia desde el período de octubre de 1997 a marzo de 1999,
encontrado de la media siguiente
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concentraciones:
Cloruro
2,1 mg / L
Sulfato
4,6 mg / L
Nitrato
2,8 mg / L
Bicarbonato
2,5 mg / L
Sodio
1,1 mg / L
Potasio
0,5 mg / L
Calcio
2,4 mg / L
Magnesio
0,2 mg / L
Amonio
0,9 mg / L
pH
4.92
Total de sólidos disueltos: 17,1 mg / L
Por lo tanto, el agua de la niebla, las nubes y la precipitación no siempre
es puro. Aunque el ejemplo anterior ilustra que los contaminantes pueden
deprimir el pH del agua, dióxido de carbono es normalmente el principal
determinante de la acidez del agua y su pH resultante. La disolución de dióxido
de carbono en formas de agua de lluvia de dióxido de carbono acuoso y el ácido
carbónico que disminuye el pH de 7 (agua destilada) a alguna parte
en el intervalo de 5 a 6, con un valor medio típico de 5,0 a
5.5. El pH del agua pura en contacto con dióxido de carbono se puede
calcular directamente. Por ejemplo, en dióxido de carbono 0,03% en la
atmósfera, el pH resultante de agua pura sería 5,65 (a 68 ° F / 20 ° C).
Para resumir, el agua de precipitación tendrá típicamente muy bajo
contenido iónico y muy baja alcalinidad. Sin embargo, el contenido iónico
muy bajo puede estar elevada en las zonas industrializadas, y los vientos
fácilmente puede causar la contaminación lejos de la fuente contaminante.
Superficie del agua
El agua superficial puede ser cualquier masa de agua por encima del suelo,
incluyendo lagos, estanques, ríos o charcos. El pH del agua de la superficie es por
lo general entre 6,0 y 8,0 debido a la disolución de los minerales y algo de materia
orgánica. La calidad y el carácter de las aguas superficiales pueden variar mucho
dependiendo de muchos factores tales como la tasa de flujo, la profundidad, la
superficie y la geografía. La calidad del agua en rápido movimiento, arroyos de
montaña de roca puede ser muy similar en carácter a la precipitación fresco. Hay
poca oportunidad para que el agua para recoger o erosionar los sedimentos en
ese entorno
y las aguas tienden a ser clara. Sin embargo, a pesar de que el agua
todavía puede requerir tratamiento antes de su uso potable. Por ejemplo,
la introducción de ovejas a la Sierra Nevada de California provocó un
fuerte aumento de los microorganismos y patógenos humanos en los
arroyos y ríos de la cordillera de la costa.
Por otra parte, los grandes ríos de movimiento lento, como el Mississippi,
tienden a recoger más suelo, la materia orgánica, y la escorrentía agrícola y
enturbiarse a medida que fluyen a través de las llanuras de inundación de ancho
compuestas de suelos y roca erosionable. No puede haber una gran cantidad de
variación en la calidad del agua de los ríos debido a las diferentes usos del suelo
y la geología de la cuenca. química River puede variar en gran medida con la
geografía, variar estacional de la precipitación, o cambiar rápidamente debido a
las tensiones ambientales locales. Para ilustrar este punto, el río Mississippi
corta a través de una cuenca de drenaje que fue una vez un mar interior. El agua
del río recoge la alcalinidad de la piedra caliza que era antes el lecho marino. El
pH de la Mississippi varía un poco con la ubicación, pero tiende a ser alrededor
de 8. Por el contrario, el río Amazonas fluye a través de roca silícea (pedernal,
cuarzo, y
piedra arenisca) y no recoge tanto la alcalinidad. Las hojas muertas y marga en la
cuenca del Amazonas forman ácidos orgánicos húmicos y otros en el agua. El
agua puede ser manchada bastante marrón, como el té. Los ácidos orgánicos y
baja alcalinidad del agua de la Amazonía impide su pH desde siempre creciente
cantidad superior a 6.
El agua superficial procedente de lagos en las regiones templadas frías
puede cambiar debido estacionalmente
a térmica
estratificación. El agua más densa está en el fondo del lago en invierno y en verano
a una temperatura de 39 ° F (4 ° C). El agua de la superficie es menos denso, ya
sea siendo calentado por el sol o congelado. Cuando las temperaturas se vuelven
más uniforme en primavera y otoño, la estratificación desaparece y la mezcla
puede producirse por la acción del viento, con lo que los nutrientes desde el fondo
del lago y tomar oxygenrich agua superficial en las profundidades del lago. Lagos
en las regiones cálidas también pueden sufrir de la proliferación de algas y materia
orgánica. ciclos biológicos de temporada, como la proliferación de algas o
introducción hoja de otoño también puede afectar a la calidad del agua de
superficie; que pueden causar sabores concentrados u olores que necesitan un
tratamiento más fuerte y puede resultar en mayores residual
subproductos de tratamiento. Por ejemplo, la cloración de material vegetal en
descomposición
crea TCA (2,4,6
Tricloroanisol). Este mal sabor, descrito como terroso, moho, perro mojado, o un
sótano húmedo, es detectable en los umbrales muy bajos. Otros sabores
desagradables en el agua de superficie puede ser el resultado de MIB
(metilisoborneol) y geosmin (es decir, olor a tierra) que son producidas por los
microbios que viven en el agua. La filtración a través de carbón activado puede ser
eficaz para la eliminación de estos productos químicos gusto- y causan el mal olor.
El agua subterránea
Como se señaló anteriormente, el agua que se filtra en el suelo e impregna roca y
capas de suelo se llama agua subterránea superficie. La capa semi-permeable que
fluye el agua subterránea a través de se llama un acuífero. La edad de las aguas
subterráneas (tiempo desde que entró en la tierra) varía. Algunos acuíferos contienen
agua que es menos de un año de edad y algunos sostienen el agua que tiene miles de
años de antigüedad. La edad media de las aguas subterráneas en todo el mundo es de
unos 250 años.
En aquellos acuíferos, el agua subterránea puede estar expuesto a alta
temperatura y presión que puede resultar en concentraciones de minerales disueltos
más altos que se puede lograr en superficie
agua. Reproducir tales químicas de agua altamente mineralizadas en el
laboratorio mediante la adición de sales y ácidos a agua destilada puede ser
difícil también. Sin embargo, no todas las aguas subterráneas es altamente
mineralizada. En los acuíferos compuestas de no-carbonato o roca silícea y el
suelo, los minerales pueden no ser muy soluble y el agua pueden no ser tan
mineralizado. El pH típico de las aguas subterráneas varía desde
6,5 a 8,5. El agua subterránea con pH inferior a este rango puede ser más propenso
a los metales de disolución tales como hierro, manganeso, etc. Estos metales son
típicamente indeseable en el agua de elaboración, incluso a concentraciones muy
bajas.
Desde el punto de vista de un fabricante de cerveza, que sería bueno si las
fuentes de agua subterránea fueron clasificados de acuerdo con el carácter
elaboración de la cerveza. Desafortunadamente, ese no es el caso; clasificaciones
acuíferos fueron ideados por científicos e hidrogeólogos del suelo, no cerveceros.
Estos científicos están más preocupados con agua de fuentes-la facilidad con que
los flujos de agua y hasta dónde hay que cavar para conseguirlo. Según
hidrogeólogos, hay dos tipos principales de acuíferos: confinados y no confinados.
Un acuífero confinado tiene una capa relativamente impermeable (tal como arcilla)
superponiendo el
zona más permeable. El acuífero subyacente es algo blindado, o limita, de
contaminación de la superficie por la capa impermeable. Si el suelo permeable
o de la roca se extiende todo el camino hasta la superficie del terreno, entonces
el acuífero es confinado. Además, hidrogeólogos suele nombrar a las fuentes
de agua por localización, por lo que si usted vive en el norte de Arkansas, que
serán satisfechos de saber que su agua proviene del sistema de Ozark mesetas
del acuífero (o no).
Los geólogos, por otra parte, se refieren principalmente a rocas y
estratos. El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) identifica cinco
tipos principales de acuíferos en América del Norte: arena y grava, piedra
arenisca, rocas carbonatadas, areniscas intercaladas y rocas de carbonato, e
ígneas y rocas metamórficas. La información sobre las unidades geológicas
(es decir, el tipo de roca) de los acuíferos específicos en América del Norte
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similares para otros países.
clasificaciones geológicas no son descriptores útiles para la elaboración de
la cerveza personaje agua tampoco. Pero son un paso en la dirección correcta, si
conoce los tipos de minerales e iones se puede esperar encontrar allí. Entonces,
¿cómo la geología
afectar al agua? Para aclarar, un mineral es un compuesto químico específico,
tal como carbonato de calcio, yeso, cinabrio, granate, o cuarzo. Rock es una
combinación de origen natural de los minerales o no minerales. Un tipo
específico de roca, como el granito, es una combinación específica de
minerales. El agua que entra en contacto esas rocas tienen la oportunidad de
erosionar o disolver los componentes en ellos. Si bien la identificación de rocas
y estratos no es específicamente lo que queremos, que nos da un buen punto
de partida para la comprensión de las aguas subterráneas que proporcionan.
acuíferos de arena y grava se componen típicamente de rocas de
tipo de sílice, como el granito que son relativamente insolubles. El agua
subterránea tiende a ser baja en minerales disueltos, pero su típicamente
alta permeabilidad hidráulica puede hacerlos más susceptibles a la
contaminación de fuentes superficiales. Este tipo de acuífero se puede
encontrar a lo largo del Missouri y cuenca de drenaje del río Mississippi, el
Norte de Texas a Arkansas, Nevada, Carolina del Sur, Georgia y Florida.
acuíferos de arenisca están compuestos principalmente de granos
sandsized que se cementan juntos. arenisca puede
incluir diversos rocas sedimentarias incluyendo yeso, que forma en condiciones
de alta evaporación en cuencas marinas poco profundas y planos de marea
costeras. El yeso se encuentra en muchas formas, pero la más común es una
roca blanca que se extrae para yesos y paneles de yeso. La conductividad
hidráulica de los acuíferos de arenisca tiende a ser baja y el agua puede tener un
largo tiempo de residencia, posiblemente la producción de agua altamente
mineralizada. Este tipo de acuífero es frecuente a través de las montañas
rocosas a las llanuras del norte en los EE.UU..
acuíferos rocas carbonatadas son muy comunes en todo el mundo, y que
consisten principalmente de piedra caliza (carbonato de calcio) y dolomita
(carbonato de calcio de magnesio). La piedra caliza es el resultado de la
sedimentación de mil millones de conchas y corales de los antiguos mares. El
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las bacterias del suelo o en contacto con la atmósfera. El agua subterránea ácida
puede disolver la piedra caliza, creando cuevas y ríos subterráneos. acuíferos de
rocas carbonatadas que emergen desde el suelo desarrollan lo que se conoce
como una topografía kárstica, que se caracteriza por manantiales, sumideros,
desapareciendo
arroyos, valles ciegos causados por el hundimiento, y mogotes (aisladas colinas de
piedra caliza, como en China y América del Sur). Esta topografía kárstica es común en
los Apalaches y Florida en los EE.UU.. Un ejemplo clásico de un acuífero carbonatado
fuera de América del Norte es la cuenca de Londres y el Valle de Koom en el Reino
Unido. La cuenca Londres tiene una capa de arcilla sobre un acuífero arena que se
sustentada por un piso de tiza (una piedra caliza suave). La tiza contribuye a la
alcalinidad de las aguas subterráneas y los pozos, por tanto, de poca profundidad en
el acuífero arena tienen alcalinidad menor que los pozos perforados profundos porque
los pozos más profundos sacar agua subterránea que se encuentra en una proximidad
más cercana a la capa de tiza.
El cuarto tipo de acuífero es la piedra arenisca y roca carbonato de
acuífero, que se compone de rocas carbonatadas intercaladas con
cantidades casi iguales de la piedra arenisca. Estos acuíferos se encuentran
en el sur de Texas, desde los Apalaches en las montañas Adirondack y
Ohio. Estos acuíferos pueden contener yeso, así, y tienden a producir agua
altamente mineralizada. Burton-upon-Trent en el Reino Unido es la región
más famosa agua dura del mundo de la cerveza, que tiene tanto una alta
dureza del yeso y alta alcalinidad del
roca de carbonato.
El quinto y último tipo de acuífero se compone de rocas ígneas y
metamórficas (es decir, basalto y granito, o mármol y cuarcita, por
nombrar sólo algunos). Estas rocas no son porosas y el flujo hidráulico
típicamente se logran a través de fisuras y fracturas en la roca. Estos
acuíferos son comunes en el norte de los Apalaches, el este de
Washington, Oregon y Idaho. Estas rocas son relativamente insolubles y
típicamente contribuyen muy poco dureza o alcalinidad al agua. Un
ejemplo de un acuífero ígnea estaría en la Sierra Nevada de California. El
agua cae en el invierno en forma de nieve y se libera lentamente a lo
largo del verano, ya que se derrite. La calidad del agua en este acuífero
sigue siendo muy similar a la precipitación inicial.
Del origen al grifo
No todas las comunidades se suministran desde una fuente de agua grande y
consistente. Un suministro de agua se puede mezclar a partir de varias fuentes con el
fin de abastecer a una población grande con consistentemente alta calidad del agua
durante todo el año. Mientras que algunas grandes fábricas de cerveza pueden tener
sus propios pozos o los derechos de agua a largo plazo, los cerveceros caseros y
muchos pequeños fabricantes de cerveza
recibir su agua desde el proveedor de agua municipal. fuentes variables pueden
afectar la composición iónica del suministro de agua. Todos los proveedores
municipales de agua en los países del primer mundo se llevan a cabo típicamente a
leyes estrictas para la pureza del agua y el saneamiento. Los pasos específicos de
purificación necesario variará con la fuente de agua, pero una visión general de los
proc
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a 9 .
Figura 9-Common Proceso de purificación de agua.
La primera etapa de tratamiento para fuentes de agua superficial es la
filtración a través de pantallas para eliminar los residuos del medio ambiente tales
como ramas y hojas. Los próximos pasos varían dependiendo de los tipos de
contaminantes. El orden de estos procesos de tratamiento puede variar entre
instalaciones de tratamiento. Si los compuestos de sabor y olor orgánicos están
presentes en el agua, el tratamiento con carbón activado se puede realizar. Si el
agua contiene concentraciones objetables de hierro
o manganeso, el agua es aireada o ozonizada para oxidar las formas
solubles de estos metales en sus formas insolubles. Una vez en una
forma insoluble, los metales se pueden filtrar desde el agua. Otro
tratamiento para eliminar el hierro disuelto y manganeso es la filtración
a través de ’arena verde’, que se oxida y atrapa aquellos iones. Si el
agua es excesivamente duro, puede ser ablandada con cal para
precipitar carbonato de calcio e hidróxido de magnesio. Las partículas
finas en el agua pueden ser coaguladas con alumbre (sulfato de
aluminio), cloruro férrico, o adiciones de polímero. Estos coagulantes
ayudan a flocular las partículas finas por aglomeración de modo que las
partículas se agrupan para acelerar su asentamiento o ayudar a su
filtrado. Las partículas más grandes, tales como arena fina y limo se
asentarán en el plazo de minutos. Sin embargo,
Cloro o cloraminas?
Hay maneras de bajo costo para determinar si tiene cloro o
cloramina en su agua. Los equipos de prueba para cloro libre y
cloro total están disponibles a partir
tiendas de suministros de laboratorio o acuario. Estos kits pueden
indicar la presencia de estos desinfectantes en el agua. pruebas de
cloro libre sólo responderá a la de cloro libre en el agua. Una prueba
de cloro total puede probar
para el cloro combinado que
está presente
en
cloraminas. Si la prueba de cloro libre mide más baja que la prueba de
cloro total, usted tiene la cloramina. Si las dos pruebas miden el mismo
valor, entonces usted tiene cloro. Estas pruebas también son útiles para
comprobar la integridad de eliminación desinfectante de filtros de carbón
activado. Realizar comprobaciones frecuentes del agua filtrada cuando los
medios de comunicación de carbono ha estado en uso durante un largo
tiempo.
También hay algunos métodos de laboratorio de bricolaje para
comprobar la presencia de desinfectantes en el suministro de agua.
Un método sencillo es dejar un vaso de agua durante la noche y por
la mañana se vierte entre dos vasos y el olfato. Si huele y sabe a
cloro, entonces es más probable que tenga cloramina porque la
mayor parte del cloro debe haberse evaporado. Tú
puede que desee comparar el olor con un vaso de agua fresca para
comparar la intensidad. En cualquier caso, siempre es bueno para oler y
degustar una muestra enfriada del agua de su huelga antes de colar con
él.
El agua clarificada es entonces fina filtra a través de filtros de arena o
de medios para eliminar micro-partículas y microbios. Después de la
filtración, el agua está lista para los pasos finales: ajuste de pH y de
desinfección. El ajuste del pH puede realizarse con cal, o adiciones de
ácidos cáusticos para mover el pH del agua tratada en un rango aceptable
para evitar ya sea la corrosión o escalar tuberías de la utilidad y fontanería
del cliente. Se requiere un producto químico de desinfección residual en las
tuberías de la utilidad para evitar la contaminación bacteriana y el
crecimiento después de que el agua sale de la planta de tratamiento.
Desinfección por lo general incluye la adición de cloro, o cloro y amoníaco
(para crear cloramina) al agua acabado.
El cloro es muy volátil y se elimina fácilmente por exposición al aire o
calefacción. Por lo tanto, una gran cantidad necesita ser añadido al agua
en el verano para asegurar que
suficiente es retenido en las tuberías para hacer el trabajo. El cloro es un
desinfectante de agua muy eficaz, pero las grandes cantidades crear olor
desagradable y sabor, y son responsables de la formación de los llamados
“subproductos de la desinfección” (DBP) cuando reaccionan con la materia
orgánica natural (NOM). NOM se encuentra a menudo en las fuentes de agua de
superficie y con poca frecuencia encuentra en las fuentes de agua subterránea.
Varios SPD son considerados como cancerígenos. Las cloraminas se utilizan a
menudo en lugar de cloro para la desinfección para reducir la formación de
subproductos de desinfección. Las cloraminas son una familia de compuestos de
cloro y amoníaco que son relativamente estables en los suministros de agua y se
mantienen eficaz ya que el cloro. Las cloraminas son significativamente menos
volátil que el cloro y la mayoría de los consumidores de agua notan menos
carácter de cloro
en el agua. Sin embargo,
cloraminas son menos eficaces en la microbios que destruyen y una dosis
mayor del compuesto que normalmente se requiere para lograr el mismo
desinfección. Su baja volatilidad y una mayor dosificación les hace más difícil
para el cervecero de quitar. eliminación de desinfectante se discutirá más en
un capítulo posterior.
En el siguiente capítulo, describimos un informe típico de agua (US) y
discutimos la mayor parte de los objetos que necesita para preocuparse de en la
industria cervecera.
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Huneau
y
Gu
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aume
Bertrand, “El agua de lluvia Química a una estación terrestre del Mediterráneo (Aviñón, Francia):
Contribución local frente de Largo Alcance de suministro,” Atmospheric Research 91 (2009) :
118-126.
3
Cómo leer un agua
Informe
La mejor manera de usar algo con eficacia es entenderlo, saber lo
que está hecho, y saber cómo funciona. Sin entrar en demasiados
detalles, es suficiente decir que el agua es único y que deriva sus
propiedades únicas de su forma molecular.
El agua es un disolvente polar, lo que significa que cada molécula de
agua tiene polos, o negativamente y los extremos cargados positivamente.
El lado de hidrógeno de la molécula se carga más positiva que el lado del
oxígeno, debido a la distribución de electrones. La polaridad de la molécula
permite que se atraen otras moléculas polares, tales como cloruro de sodio,
sulfato de calcio, y carbonato de calcio. Las moléculas polares a menudo se
disocian (split) en iones positivos y negativos bajo la influencia de un
disolvente polar. Ver
Figura 10-
Diagrama de una molécula de
agua.
la barra lateral para las reglas de solubilidad estándar de sustancias iónicas
comunes en agua.
La molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno y uno
de oxígeno. La forma de la molécula se ve afectada por la distribución de los
electrones entre los átomos. Los dos hidrógenos cada acción de un electrón
con el oxígeno dando su capa externa un total de 4 pares completas. Estos
se distribuyen tan distantes entre sí como sea posible alrededor del núcleo de
oxígeno como los vértices de un tetraedro. La presencia de los hidrógenos
distorsiona la forma un poco y los dos hidrógenos terminan siendo 104,45 °
entre sí en lugar del ángulo tetraédrico normal de 109 °.
Las moléculas no polares no
tienen polos debido a las cargas
negativas y positivas se welldistributed
dentro de la molécula. El agua ha sido
llamada universal
disolvente ya que se
disuelve tantas sustancias, tanto polares
como no polares. Como norma general, las
moléculas no polares
no se disuelven muy bien en agua, pero algunos disolver ligeramente. El agua
puede disolver algunas moléculas no polares por el proceso de hidratación,
que significa que las moléculas de agua son capaces de completamente
envolvente, o húmedas que estas moléculas. El dióxido de carbono es un
ejemplo de una molécula no polar que se hidrata por el agua. Otros ejemplos
de moléculas no polares con solubilidad limitada son ácidos de lúpulo alfa,
benceno, y yodo. Las reacciones térmicas o químicas con otras sustancias
pueden aumentar la solubilidad de las moléculas no polares, el cambio de la
sustancia a partir de un sólido suspendido en un sólido disuelto.
Tabla 1-Reglas Generales de solubilidad para compuestos iónicos en agua de iones
Regla
El nitrato
NO
3-
Todos los compuestos de nitrato son solubles.
cloruro Cl-
1
Todos los compuestos de cloruro son solubles.
sulfato de
SO
4-2
Todos los compuestos de sulfato son solubles excepto bario y plomo. El
calcio, plata y mercurio tienen una solubilidad limitada.
Carbonato
compu
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4 )
fosfato PO
4-3
Los compuestos de fosfato son generalmente insolubles,
excepto de sodio, potasio y amonio.
Silicato de
SiO
4-4
compuestos de silicato son generalmente insolubles, excepto de
sodio, potasio y amonio.
hidróxido
OH-
1
La mayoría de los compuestos de hidróxido son insolubles, a excepción de
litio, sodio, potasio y amonio. El bario es moderadamente soluble. El calcio
y estroncio tienen una solubilidad limitada.
sulfuro de
S-
2
Todos los compuestos de sulfuro son insolubles, excepto sulfuros
de metales alcalinos tales como sodio, potasio, amonio,
magnesio, calcio, y bario.
Sodio,
Potasio,
amonio
Todos, potasio y compuestos de amonio sodio son solubles, excepto
unos pocos compuestos que incluyen la adición de un metal pesado,
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K
2
P
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C
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6.
¿Qué es un ion?
Un ion es un átomo o grupo de átomos que tiene una carga neta positiva
o negativa, debido a la pérdida o ganancia de electrones (s). Un
compuesto iónico es una molécula polar compuesto de 2 o más iones que
se mantienen unidos por enlaces iónicos (es decir, la atracción
electrostática). los
carga eléctrica de un ion se indica como un superíndice después
de que el símbolo químico para el ion. Cargado positivamente
iones se denominan cationes
(Pronunciado “cat-iones”), y los iones con carga negativa se
llaman aniones (pronunciado “aniones”). Por ejemplo,
el cloruro de sodio mineral (NaCl) se disuelve en el
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Na +
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agua. Tenga en cuenta que la suma de las cargas positivas y
negativas para cualquier producto de ionización de un único
compuesto es siempre cero. Por ejemplo, el
+2 cargo del calcio y los dos -1 cargas del cloruro de iones suma
a cero.
A lo largo de este texto, nos referiremos a los minerales y / o iones
ya sea disueltos y significan esencialmente lo mismo, si nos
referimos a un mineral, tal como sulfato de calcio o carbonato de
calcio estar en el agua, suponemos que se disuelve y se disocia,
de acuerdo con cualquiera naturales
límites tales como su
constante de solubilidad.
Esto también es un buen punto para indicar que la suma de los cationes
y aniones disueltos en un suministro de agua natural debe sumar cero
también. Si no lo hacen, puede ser que la composición declarada es una
lista de los promedios, o que es el resultado de diferentes pruebas para
diferentes iones tomadas a lo largo del año. El punto es que las
concentraciones de los cargos de los iones disueltos en el agua deben
sumar a cero en cualquier momento dado en el tiempo. Esto se trata con
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Parámetros de la calidad del agua
Muchos minerales y compuestos se producen naturalmente en el agua,
disolviéndose en la solución de diversas fuentes ambientales. Algunos compuestos
artificiales también se pueden encontrar en el agua, pero estos son por lo general
no deseado y se hace referencia como contaminantes. Los contaminantes pueden
ser naturales así: mohos, bacterias, nitratos, etc., son todos de origen natural
contaminantes del agua. Como ya hemos comentado en el capítulo anterior, el
objetivo principal del tratamiento del agua es eliminar
estos contaminantes y el propósito de un informe de la calidad del agua es
informar al público acerca de los tipos y niveles de estas sustancias en el
suministro de agua.
Comenzaremos nuestra revisión de un informe sobre el agua mediante la
identificación de los principales constituyentes de los principales iones, productos
químicos y compuestos en los suministros de agua típicas. A continuación, le
mostraremos dónde encontrarlos en un ejemplo de un (EE.UU.) informe sobre el
agua típica. De hecho, en realidad no hay tal cosa como un típico informe. En los
EE.UU., la Agencia de Protección Ambiental y el mandato de la Ley de Agua Limpia
el ensayo y la divulgación de una lista específica de los contaminantes dañinos, que
no incluye los iones que los cerveceros están más preocupados con-calcio, etc. A
menudo, estos iones se incluyen en una informe sobre el agua, pero esa decisión es
hasta el proveedor de agua.
informes de calidad de agua típica se centran en cómo el agua cumple
con las leyes seguras de agua potable para contaminantes como pesticidas,
microorganismos y metales tóxicos. Estos artículos están regulados por los
niveles máximos de contaminantes (MCL) y se denominan Beber el Agua
Estándares primarios en los Estados Unidos. Los NMC son legalmente
normas aplicables para la calidad del agua que protegen la salud pública. Mientras
que los patrones primarios son importantes para asegurar la calidad del agua, como
los fabricantes de cerveza, por lo general estamos más interesados en los estándares
de agua potable secundarios o estético. Normas secundarias son directrices para los
parámetros que afectan el sabor, el pH y las incrustaciones de carbonato y, a menudo
son especificados por los niveles máximos de contaminantes secundarios (SMCL) que
no están legalmente aplicable en los Estados Unidos.
En muchas áreas, la fuente del suministro público de agua puede cambiar
estacionalmente, y con frecuencia puede hacer una gran diferencia en el carácter de
elaboración de la cerveza. Cerveceros deben comunicarse con el departamento de
agua de al menos mensualmente para obtener información actualizada. El
departamento de agua es por lo general dispuestos a suministrar información sobre los
patrones secundarios para los cerveceros. Sin embargo, no todas las utilidades de
prueba para todos los parámetros de los cerveceros están interesados. En ese caso, el
fabricante de cerveza puede tener que probar el agua a un laboratorio externo o probar
el funcionamiento interno de los parámetros. El costo de equipos y reactivos para tales
pruebas en casa puede, sin embargo, ser prohibitivo.
De los parámetros de interés para los fabricantes de cerveza,
el
principales iones que afectan al rendimiento agua de infusión en la maceración y la
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que a veces es simplemente, aunque inadecuadamente, enumerados como
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fermentación el pH y otros factores a lo largo del proceso de elaboración de la
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agua y de la cerveza, pero en general no afectan el pH o el rendimiento de
fermentación como los tres primeros iones mencionados anteriormente. las
concentraciones de iones en el agua se presentan típicamente como partes por
millón (ppm), o miligramos por litro (mg / l), que son generalmente equivalentes en
soluciones diluidas como el agua potable, un litro de que pesa alrededor de un
kilogramo.
Tabla 2 Parámetros-Key elaboración de la cerve
z
a en el Informe de Calidad del Agua de la fuente
de agua
Las normas primarias tienen niveles máximos de contaminantes (MCL) que son legalmente
requisitos exigibles en los EE.UU.. Normas secundarias son directrices oficiales y
típicamente tienen (no ejecutables) secundarias niveles de contaminantes máximos
(SMCL). Normas no regulados son pautas de la industria.
Brewing recomendaciones de fuentes de agua se indican en cursiva. Estas
recomendaciones son sólo para la fuente de agua. Fuente
técnicas de tratamiento de agua se discuten en más detalle en el capítulo 8.
Constitucion
Categoría del parámetro
(Ppm)
Por qué
La alcalinidad (como
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0-100
a
La alta alcalinidad es
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CaCO
3)
fabricación de cervez
roblemático para maceración y
promueve incrustaciones de
carbonato cuando se combina
con el calcio y el magnesio.
Bromato
Primario
<0,01 MCL
<0,01
subproducto de la desinfección,
contaminante Industrial. Posible
carci
elaboración de la cerveza
nógeno.
Calcio
no
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50-150
La fermentación, Claridad, pH
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fabricación de cerveza
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Cloro
Primario
<4 MCLG
desinfectante residual que
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0 elaboración de la cervez
e causar offflavors en la
cerveza.
elaboración de la cerveza
CloruroSecondary <250
sabor- cerveza hace
NMCS
hincapié en el carácter de
0-100malta.
CobreSecondary <1 SMCL
El cobre es una toxina en
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<1 elaboración de la
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ltas, pero es
de lo contrario un nutriente.
Catalizador de oxidación en la
cerveza.
(HAA5)
Ácidos haloacéticosPrimario
<0,060
elaboración de la cerveza
<0,060
subproductos de la desinfección
MCL
y probables carcinógenos.
Hierro
Secondary <0,3 SMCL
Mal sabor, la escala, el
0 elaboración de la creiervsegzoade corrosión.
Magnesio
no
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0-40
La fermentación, Claridad, puré de
fabricación de cervezpaH, sino también suministrada por
la malta.
Manganeso
Secondary <0,05
NMCS
0 elaboración de la cerveza
Mal sabor, escala, provoca la
precipitación a borbotones.
Nitrato como N
Nitrato
Primario
<10 MCL (como
N) <44 MCL
(NO
3)
<44
elaboración de la cerveza
nitratos excesivas pueden indicar
la escorrentía agrícola. Los nitratos
pueden ser reducidos a nitritos.
Nitrito como N
Nitrito
Primario<1 MCL
(como N)
<3 MCL
(NO
2)
<3 elaboración de la cerveza
Los nitritos son un conservante de
alimentos y como tales son
venenosos para las células de
levadura.
Silicato
Secondary <25 SMCL
<25
e
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Escala antigua y perjudicial en
los sistemas de calderas y
s
elaboración de la cerv
istemas de membrana.
Sodio
no
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0-50
Cerveza de sabor menos es
fabricación de cervezgaeneralmente mejor.
elaboración de la cerveza
Sulfato
Secondary <250
sabor- cerveza hace
NMCS
hincapié en carácter a
0-250
lúpulo y la sequedad.
totales
NMCS
<500
elaboración de la cerveza
Sólidos disueltos
Secondary <500
Aumento indica una alta
mineralización y un mayor
potencial de escalamiento
(THM)
Trihalometanos
Primario
<0,1 MCL
<0,1
elaboración de la cerveza
subproductos de la desinfección
y probables carcinógenos.
Turbiedad
Secondary <0,5 ntu
NMCS
<0,5 ntu
elaboración de la cerveza
Aumentar indica
contaminación y mayor
potencial de escalado
Estándares primarios
En la siguiente sección, muchas de las sustancias de la Ley de los Estados
Unidos EPA / Agua Limpia para el agua potable se enumeran con el requisito de
nivel máximo de contaminante (MCL).
Si el requisito de nivel de una sustancia en particular no ha sido ratificado
aún, aparece la meta nivel máximo de contaminante (MCLG). Un MNMC es
un objetivo de salud no exigible. Elaboración de la cerveza Fuente Directrices
de agua, a partir de textos de elaboración notables (ver referencias), se
enumeran todas las sustancias de consistencia, a pesar de una directriz
específica no puede ser determinado. En esos casos, la directriz será dado
como “indeterminada”. En algunos casos, como con el cloro residual, la
directriz es simplemente ’tan bajo como sea posible’ y se mostrará como
“objetivo cero”.
Esta no es una lista completa, debido a consideraciones de espacio.
contaminantes Típicamente raras como antimonio y talio se quedan fuera, como
son una multitud de contaminantes orgánicos tales como Dalapon (herbicida).
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Arsénico
MCL = 0.01 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
La solubilidad del arsénico en el agua es tan baja que su presencia indica
generalmente la contaminación de las operaciones mineras o de los depósitos
de suelo / roca. En su particulado
forma, el arsénico puede ser eliminado por filtración convencional a través de un
filtro con una calificación de 0,45 micras o menos. arsénico disuelto se produce
tanto en formas orgánicas e inorgánicas. Generalmente, la forma inorgánico es
más tóxico. Si está en una forma orgánica, tal como una cadena de polímero, que
puede ser eliminado por la coagulación y filtración o por adsorción en un medio de
carbón activado-resina. Si está en una forma inorgánica, existe un número de
opciones de tratamiento. Estas opciones de tratamiento suelen incorporar
sorbentes (intercambio de iones, alúmina,
de hierro), oxidantes(Arena verde,
cloración,
ozonización), o filtración / precipitación (ablandamiento con cal, ósmosis
inversa).
Bario
MCL = 2 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <2 ppm
El límite de solubilidad típica en la mayoría de las aguas de bario es
menor que 0,1 ppm y que rara vez se encuentra en concentraciones más de
0,05 ppm. Es un estándar primario debido a que sus compuestos solubles
son venenosos como una neurotoxina, pero ocurre principalmente como
sulfato de bario y carbonato de bario, que son muy insoluble y no tóxico.
De hecho, el sulfato de bario se ingiere habitualmente para imágenes de rayos x. El
bario se puede quitar de agua utilizando intercambio iónico, ósmosis inversa, o
procesos de ablandamiento con cal.
El bromato / Bromuro
MCL = 0.01 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
El bromo se encuentra típicamente en agua de mar a una concentración
de aproximadamente 65 ppm. Es una sustancia química industrial común y se
puede encontrar en los residuos industriales, pesticidas y residuos de biocida.
Es típicamente sólo se encuentra en niveles muy bajos en el agua dulce, y su
presencia en concentraciones superiores a 0,05 ppm puede indicar
contaminación por residuos industriales o pesticidas. El bromato y bromuro son
subproductos de la desinfección. Bromuro se oxida a través de bromato de
desinfección con ozono. Bromuro y bromato se pueden eliminar de agua con
intercambio iónico, carbón activado, y procesos de ósmosis inversa.
Cadmio
MCL = 0.005 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
El cadmio es un metal pesado tóxico y puede ocurrir de forma natural, pero
es más probable que ocurra debido a la corrosión de acero galvanizado, en el que
es un elemento traza. El cadmio es a menudo un contaminante industrial y se
utiliza en baterías, pinturas y recubrimientos protectores contra la corrosión. Se
puede quitar con intercambio de iones, adsorción de hierro, o los procesos de
ósmosis inversa.
Cloro Residual
MCL = 4 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
Este parámetro incluye cloro a partir de adiciones de cloramina así
como cloro recta. El cloro y las cloraminas son desinfectantes muy eficaces
que actúan oxidando las membranas celulares de los microorganismos y la
ruptura de la célula. El exceso de cloro residual puede conducir a mayores
niveles de subproductos de desinfección que pueden ser peligrosos para la
salud y generar malos sabores en la cerveza. compuestos clorofenol
medicinales son un ejemplo de un mal sabor. El cloro residual y cloramina
deben eliminarse antes de su uso en la industria cervecera. Aunque el
límite máximo de desinfección residual es 4 ppm, los servicios de agua se
de vez en cuando super-clorar el suministro (ex. finales de verano) para asegurar la
desinfección residual en la tubería de distribución. Cerveceros deben ser
conscientes de que los pasos de eliminación adicionales pueden ser ocasionalmente
requeridos, tales como la filtración por carbón activado o neutralización química. El
cloro se oxida y destruir el equipo de filtración de membrana.
Cromo
MCL = 0,1 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = no determinada
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es un carcinógeno potencial. Esta forma sólo se encuentra como resultado de la
contaminación industrial, y no se produce de forma natural. El cromo, al igual
que muchos otros metales traza como el zinc, es un suplemento alimenticio
humano. El cromo se puede quitar con intercambio de iones, adsorción de
hierro, o los procesos de ósmosis inversa.
Cianuro
MCL = 0,2 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
contaminantes industriales y de la toxina. A menudo se utiliza en pigmentos,
plásticos, y baños de galvanoplastia de metal. Se puede retirar por intercambio iónico
y filtración de carbón activado.
Fluoruro
MCL = 4 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
El fluoruro, un halógeno como cloro y yodo, se puede encontrar en
muchos minerales. Se añade comúnmente en 1.5 a 2.5 ppm al agua potable
para ayudar a proporcionar protección contra las caries dentales. Las
concentraciones por encima de 5 ppm pueden causar fragilidad de los dientes y
manchas. Las aguas residuales de vidrio, acero, y las operaciones de fundición
puede tener concentraciones mucho más altas. precipitación de cal puede caer
altas concentraciones de 10-20 ppm. Otros procesos de eliminación útiles son la
ósmosis inversa, carbón activado granular, y alúmina activada.
Dirigir
MCLG = 0 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
El límite de plomo en el agua potable es 0.015 ppm, que es fácilmente
alcanzable por el tratamiento del agua moderna
plantas. La fuente más probable de la contaminación por plomo en estos días es de
residuos metalúrgicos o de residuos industriales que contiene plomo. Pero el plomo
también puede aparecer debido a la corrosión de las aleaciones que contienen plomo
tales como latón o soldadura estructural. soldadura de tubería moderna es una
aleación de estaño-plata y no contiene plomo. Los niveles de plomo en latón son
típicamente bajas, menos de 5% en peso. Se requiere que todos los accesorios de
plomería de latón en los EE.UU. después de 2014 para ser libre de plomo, y se
marcarán NL. El plomo se disuelve más fácilmente por cáusticos. El plomo también
puede disolver y se unen con compuestos orgánicos, lo que requiere la oxidación para
la eliminación completa. El plomo puede ser eliminado mediante ablandamiento con
cal, intercambio iónico, o los procesos de ósmosis inversa.
Mercurio
MCL = 0.002 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
El mercurio es un contaminante típicamente industrial, pero puede ocurrir de
forma natural. Se puede reducirse mediante ablandamiento con cal, intercambio iónico,
ósmosis inversa o procesos de carbón activado.
Nitrato
MCL = 44 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <44 ppm
Los nitratos entran en el agua del ciclo de nitrógeno (plantas) o desde la
escorrentía agrícola como fertilizante. Los nitratos pueden ser convertidos a
nitritos en condiciones anaerobias (es decir,
fermentación), el envenenamiento de las células de levadura e
interrumpiendo el ciclo de fermentación. Los nitratos también son perjudiciales
para la salud humana a través de un mecanismo similar. Los nitratos son
particularmente peligrosas para los niños, pero se toleran a concentraciones más
altas por parte de niños y adultos. Algunos laboratorios reportan nitrato como
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procesos de ósmosis inversa. filtración de carbono no es eficaz.
Nitrito
MCL = 3 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <3 ppm
Los nitritos se utilizan en las carnes de curado y pueden reducir el hierro en
la hemoglobina de ferroso a férrico, lo que disminuye
la capacidad de transporte de oxígeno a través del cuerpo humano. Los nitritos son
particularmente peligrosas para los niños, pero se toleran a concentraciones más
altas por parte de niños y adultos. Los nitritos se pueden eliminar mediante
intercambio iónico, o los procesos de ósmosis inversa. filtración de carbono no es
eficaz.
PCE
MCL = 0.005 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
Tetrochloroethylene, también conocido como PCE, o PERC, es un
disolvente industrial incoloro usado predominantemente por tintorerías y
acabado de metales. La principal fuente de PCE en el agua potable es de
descarga de las fábricas y tintorerías. La exposición a largo plazo a niveles
más altos puede dar lugar a daños en el hígado y un mayor riesgo de
cáncer. En realidad, hay 21 compuestos orgánicos volátiles como PCE que
también tienen MCL. PCE es uno de los más comunes y citado aquí por
ejemplo. PCE se puede quitar con un proceso de carbón activado.
TCE
MCL = 0.005 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
Tricloroetileno (TCE) es un disolvente industrial y se utiliza
comúnmente como desengrasante de metal durante los últimos 50 años,
aunque su uso está ahora muy restringido debido a su alta vaporización y la
solubilidad en el agua subterránea. exposición TCE tiene efectos similares a
PCE que llevan mayor riesgo de cáncer y el hígado / riñón. TCE se puede
quitar con un proceso de carbón activado.
Las bacterias coliformes totales
MCL = <5% de detección en las muestras analizadas Brewing
fuente de agua Directriz = meta cero
La presencia de bacterias coliformes indica contaminación del suministro de
agua por residuos humanos, de aguas residuales, o de aguas pluviales. No es una
amenaza para la salud en sí mismo, sino que es la prueba de como indicador de la
presencia de otras bacterias potencialmente dañinas, como el cólera. El
calentamiento o el uso de desinfectantes suelen ser eficaces en la destrucción de
coliformes.
Total de ácidos haloacéticos (HAA5)
MCL = 0.06 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
ácidos haloacéticos son un subproducto de desinfección y se
han relacionado con un mayor riesgo de cáncer. ácidos haloacéticos
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están reemplazados por átomos del grupo de halógeno. Los cinco más
común en agua se conocen como HAA5, que son ácido
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ósmosis inversa o filtración de carbón activado son métodos de
eliminación eficaces.
Trihalometanos totales (TTHM)
MCL = 0.08 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
Trihalometanos se efectúa la cloración compuestos orgánicos que se
encuentran principalmente en agua como subproductos de desinfección.
Específicamente,
estas
sustancias
son
cloroformo,
dibromoclorometano,bromodiclorometanoy
bromoformo. Formación se anima por agua que contiene precursores orgánicos,
tratamiento de pre-cloración, y (residual) de cloro libre. Los estudios en animales
(a niveles mucho más altos que requisito) han relacionado la exposición a largo
plazo a los efectos sobre el sistema nervioso central, el hígado, los riñones y el
corazón. La aireación, oxidación, o filtración de carbón activado son métodos de
eliminación eficaces.
Turbiedad
Brewing fuente de agua Pauta = 0-0,5 Unidad nefelométricas de turbidez
(NTU)
La turbidez es una medida de la claridad del agua como una función de
sólidos en suspensión en agua. Estos sólidos incluyen arena fina, limo, arcilla, la
vegetación descompuesta, algas, bacterias, etc. La turbidez es un indicador de
que tan bien se filtró el agua antes de su distribución. turbidez elevada aumenta la
oportunidad de que la calidad del agua insegura. La turbidez se puede reducir
mediante procesos de filtración estándar.
La turbidez se puede medir de varias maneras. El método
preferido es la unidad de turbidez nefelométrica o NTU, que brilla una
fuente de luz incandescente centrado en una muestra y mide la
intensidad de la luz dispersada
en ángulo recto con la muestra. Un método anterior, la unidad de
turbidez Jackson, utiliza una vela y se mide la transmitancia de la luz a
través de la muestra.
Normas secundarias
Aluminio
SMCL = 0,2 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <0,2 ppm
El aluminio metálico es relativamente insoluble en el agua potable de modo
que es más probable debido a la coagulación y floculación tratamientos con sales de
aluminio de la presencia de iones de aluminio. fosfatos de aluminio, silicatos, y
depósitos de óxido puede ser problemático en los sistemas de refrigeración de agua.
El aluminio es más soluble en tanto baja (<4) y pH alto (> 10).
Cloruro de (ion)
SMCL = 250 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = 0-100 ppm.
El cloruro es común en la mayoría de los suministros de agua. El ion cloruro
de ayuda a acentuar el dulzor de la malta y la plenitud de la cerveza, pero los niveles
de mayor que 250 ppm en la mayoría de cervezas sabor pastoso o salada. Niveles
mayores que 300 ppm
se dice que afecta a la salud de levadura. los niveles de cloruro elevados pueden
conducir a un sabor mineralidad o salado cuando se combina con sulfato o sodio.
Cloruro no está relacionado con el cloro residual y no tiene el mismo efecto de
desinfección.
Cobre
SMCL = 1 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <1 ppm
La fuente más común de cobre en el agua es de la corrosión de cobre y
latón fontanería, o puede ser residual de adiciones de sulfato de cobre para
controlar las algas en el depósito. El cobre es tóxico a altas concentraciones, pero
200 miligramos por kilogramo de peso corporal es la dosis más baja letal.
Pequeñas cantidades de cobre son beneficiosos en el mosto elaboración de la
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cerveza. La levadura son muy buenos secuestradores de cobre, ya que es un
nutriente esencial, y el cobre residual típicamente no se encuentra en la cerveza.
cobre exceso puede reducirse mediante ablandamiento con cal, intercambio
iónico, o los procesos de ósmosis inversa.
Hierro
SMCL = 0,3 ppm
Brewing fuente de agua Pauta = meta de cero
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sabor metálico o bloodlike. Los niveles altos de hierro pueden conducir a la corrosión
de las tuberías de acero inoxidable, particularmente en combinación con cloruros y
sulfuros. El hierro puede ser removido por filtración después de la aireación y la
oxidación. También se puede quitar con intercambio de iones o procesos de ósmosis
inversa.
Manganeso
SMCL = 0.05 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <0,1 ppm
El manganeso está presente en muchos suelos y se disuelve fácilmente en
agua que está libre de oxígeno. El manganeso se acumulará en los sedimentos y se
puede encontrar en concentraciones más altas en pozos de aguas profundas. Es un
metal difícil de tratar debido a que fácilmente complejos con materiales orgánicos, y
más tarde se puede precipitar con cambios en el pH, el equilibrio de especies de
carbonato, o los niveles de oxígeno. Las fuentes de agua que tiran de las partes
más profundas de lagos pueden tener niveles significativamente más altos de
manganeso donde el oxígeno
niveles son más bajos. Estos niveles pueden variar según la estación, debido a la
inversión térmica en la primavera y el otoño, disminuyendo cuando oxigenada agua
de la superficie se mezcla con el agua en la parte inferior. A niveles relativamente
altos (> 2 ppm), el manganeso se ha vinculado a borbotones debido a la
precipitación, sino que es un nutriente de levadura necesaria a niveles bajos (<0,2
ppm) y por lo general se suministra adecuadamente por la malta. El manganeso
provoca un sabor muy metálico en agua, incluso a bajas concentraciones (0,1 ppm).
El manganeso se puede retirar por filtración después de la oxidación, intercambio de
iones, arena verde, o procesos de ósmosis inversa.
pH (Agua)
SCML = 6/5 a 8/5
Brewing fuente de agua Pauta = 5-9.5
La US EPA recomienda un pH del agua de 6.5 a 8.5 para los proveedores de
agua potable y recomienda 5,5 a 11 para la descarga de aguas residuales antes del
tratamiento. De descarga más allá de estos límites requiere tratamiento previo. pH se
discute más adelante. En general, el pH de la alimentación de agua tiene poco efecto
sobre la elaboración de la cerveza. El pH de la suministro de agua puede
dar pistas sobre el origen y el tratamiento del agua antes de que llegue a la
fábrica de cerveza. La directriz aquí proporciona precaución contra
condiciones de pH extremos en el suministro de agua.
Sulfato
SMCL = 250 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = 0-250 ppm
El ion sulfato acentúa amargor del lúpulo, por lo que la amargura
parece más seco y quebradizo. A concentraciones más de 400 ppm sin
embargo, la amargura resultante puede llegar a ser astringente y
desagradable. Sulfato es sólo débilmente alcalina y no contribuye a la
alcalinidad total del agua. Se recomienda que la fuente de agua sea inferior
en lugar de más alto en sulfato porque siempre se puede añadir, y no se
elimina fácilmente. sales de sulfato son generalmente muy soluble, pero
pueden ser eliminados por procesos de intercambio iónico o de ósmosis
inversa.
Sólidos disueltos totales (TDS)
SMCL = 500 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = <500 ppm
Los sólidos disueltos totales (TDS) son lo que se deja atrás cuando
se evapora el agua. Algunos son sales, algunos son orgánicos, y algunos
son residuos químicos. El TDS del agua es útil para fines industriales, pero
no es muy útil para describir la idoneidad del agua de escaldado. El valor
de TDS es sólo un indicador rápido de cómo mineralizada una fuente de
agua potencial es. En general, un agua con alto TDS tiende a producir
escala más carbonato de un agua con bajo TDS. El agua con alto TDS
tiende a ser más corrosivo que el agua con bajo TDS, aunque corrosividad
depende en gran medida de los materiales específicos implicados.
Seguimiento de la TDS del agua de la fuente con una prueba de
conductancia es una buena manera de ser alertado de un cambio repentino
en la fuente de suministro de agua.
Sólidos Disueltos Totales Testing (TDS)
TDS se determina en el laboratorio. Una muestra de agua se filtra para
eliminar cualquier material en suspensión que podrían sesgar la prueba.
A continuación se calienta un volumen medido de agua filtrada que se
evapore todo el
agua, dejando tras de sí el contenido disuelto. La masa del
contenido disuelto se mide y se divide por el volumen inicial de la
muestra para determinar un resultado, expresado típicamente
como miligramos por litro (mg / L). En las soluciones diluidas típicas
para el agua potable, mg / L es generalmente equivalente a partes
por millón (ppm).
TDS también se puede estimar a través de las características de
conductividad del agua. Un medidor especializado se utiliza para medir
la conductividad de la solución. Ese valor de conductividad puede ser
correlacionada con una estimación de TDS de la solución con la
siguiente ecuación:
TDS (ppm) = Conductividad (mS / cm) × F
Donde: F es un factor de conversión que varía típicamente entre
0,54 y 0,96, con un valor típico de 0,67. La conductividad se mide
en micro-Siemens (mS) por centímetro o micro-mhos por cm.
TDS metros que proporcionan una lectura directa de TDS son medidores de
conductividad que
incluir la conversión
ecuación anterior. metros TDS pueden proporcionar valioso sistema de
controles de garantía de calidad en el agua del grifo de entrada o en la
eficacia de los procesos de tratamiento de desmineralización (RO,
nanofiltración, etc.).
Zinc
SMCL = 5 ppm
Brewing fuente de agua Directriz = 0,1-0,5 ppm
Zinc metal es generalmente menos soluble en agua que el calcio, pero se
disuelve fácilmente en ácidos. los niveles de zinc naturales en agua potable son
normalmente menos de 1 ppm, típicamente cerca de 0,05 ppm. El SMCL para el
zinc de 5 ppm se basa en su umbral de sabor. Un sabor astringente puede
señalar a ese nivel. Sin embargo, el zinc es un nutriente vital y la levadura en el
mosto niveles recomendados para la fermentación óptima se
0,1-0,5 ppm. Las concentraciones mayores de 0,5 ppm pueden causar un exceso
de actividad y sabores desagradables en la cerveza. El zinc se usa comúnmente en
productos de inhibidores de la corrosión de propiedad. El zinc puede ser removido
de agua con iones
intercambio, ablandamiento con cal, o procesos de ósmosis inversa.
No regulados Normas / Estética
Boro
Brewing fuente de agua Pauta = no determinada
El boro se comporta como silicio en la mayoría de sistemas acuosos y no se
sabe que es peligroso. Se utiliza para el ajuste de pH y de tamponamiento en sistemas
de refrigeración de circuito cerrado.
Calcio
Brewing fuente de agua Pauta = 50-150 ppm.
El calcio es normalmente el ión principal que se determina la dureza en el
agua potable. El calcio es fundamental para muchos de levadura, enzima, y las
reacciones de proteínas, tanto en el puré de patatas y en ebullición. Reacciona
con fosfato de malta en el puré para precipitar fosfatos de calcio y liberar iones de
hidrógeno, que a su vez disminuyen el pH puré. El calcio promueve la claridad, el
sabor y la estabilidad en la cerveza terminada. Promueve la coagulación de
proteínas y floculación levadura. adiciones de calcio pueden ser necesarias para
asegurar la actividad enzimática suficiente para macerados en agua que es baja
en calcio. Por otro lado, una concentración demasiado alta de calcio en
mosto (ex.> 250 ppm, debido a las adiciones de yeso) puede inhibir la absorción
de magnesio por la levadura y puede perjudicar el rendimiento de fermentación.
La concentración de calcio se puede informar en una variedad de
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En estos casos, la concentración informado requeriría conversión a una
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El calcio es esencialmente sabor neutro pero puede reducir la
percepción de sabor algo amargo de magnesio. La concentración
recomendada de calcio en agua de infusión es de 50-150 ppm. Sin embargo,
la cerveza se puede preparar con éxito con más o menos calcio que este
rango sugerido.
El oxalato está presente en la malta de cebada y reacciona con el calcio para
formar beerstone. oxalato de calcio puede precipitar en cualquier punto en el proceso
de elaboración de la cerveza, pero es un problema particular si se precipita en el
paquete de cerveza porque los cristales de oxalato cálcico actúan como sitios de
nucleación gas y causan formación de espuma y chorro. Es recomendado
que el agua tiene suficiente calcio (es decir, 3 veces más de oxalato en la malta)
para iniciar la precipitación antes en el proceso, tal como en la cuba de puré y
hervidor de agua, en lugar de durante la fermentación o el embalaje.
Las concentraciones de calcio y de magnesio se refieren a menudo
como siendo dureza temporal o permanente. dureza temporal puede ser
eliminado por ebullición o ablandamiento con cal, donde se combina con
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algunos de la dureza permanecerán después de la ebullición, y que es la
dureza permanente. Otros procesos de eliminación de calcio incluyen
intercambio iónico y la ósmosis inversa.
Magnesio
Brewing fuente de agua Pauta = 0-40 ppm.
Este ion comporta de manera similar al calcio en agua, pero es menos
eficaz en la reducción de pH puré mediante la reacción con fosfato. El magnesio es
un importante nutriente para levaduras
levadura metabolismo del piruvato descarboxilasa y debe estar presente en el
mosto a un nivel mínimo de 5 ppm. A 10 ° Plato (1.040) mosto todo-malta
hecha con agua destilada se midió como que tiene 70 ppm de Mg, así que es
razonable suponer que un mosto todo-malta suministrará todo el magnesio la
levadura podría desear. Es posible que un mosto con altas cantidades de
azúcares o adjuntos refinados puede necesitar una adición de magnesio menor
para proporcionar la 5 ppm mínimo. Los niveles más altos de 125 ppm tienen
un laxante y diurético afectan en el bebedor. Aunque el magnesio que no sean
necesarios generalmente en agua de infusión, se puede añadir para mejorar el
carácter de la cerveza con su amargo sabor, astringente. El magnesio se
puede quitar de agua con el ablandamiento con cal, intercambio iónico, o los
procesos de ósmosis inversa.
Como
indicado anteriormente para el calcio, la concentración de
magnesio se puede informar en una variedad de unidades. Si la concentración
no se reporta como la concentración de iones de magnesio real en ppm, se
requiere la conversión a esta unidad más útil.
Fosfato
Brewing fuente de agua Pauta = No aplicable (pero debe ser baja)
Los fosfatos no son parte de las directrices estándar en las fuentes de
agua pero pueden ser a la vez un contaminante y un aditivo común en el
tratamiento del agua. La contaminación típicamente viene de la escorrentía
agrícola y de residuos industriales y puede ser tratada con sales de aluminio o
de hierro para que sea insoluble para la eliminación por filtración.
Los compuestos de fosfato son frecuentes en la malta y el mosto. Los niveles
altos de fosfato residuales son comunes en las aguas residuales cervecería y aquellos
pueden ser tratados tanto aeróbica y anaeróbicamente. Fosfato también puede ser
eliminado por intercambio iónico o los procesos de ósmosis inversa.
Potasio
Brewing fuente de agua Directriz = <10 ppm
la solubilidad de la sal de potasio es muy similar a la de sodio, pero es mucho
menos frecuente en los suministros de agua naturales. Los altos niveles de potasio en
agua de la fuente puede ser debido a un exceso de limo, es decir, agua con alta
turbidez. Los iones de potasio pueden sabor salado a concentraciones mayores de
500 ppm. Mosto y cerveza tienen una relativamente alta concentración natural
de potasio (300-500 ppm), aportado por la malta. Por lo tanto el agua de
potasio-suavizado es potencialmente tan malo para elaboración de la cerveza como
sodio-suavizado. Sin embargo, puede ser preferible sales de sodio como un medio
de aumentar el contenido de aniones de cervezas si los niveles iniciales de
contribución malta permitan. El potasio puede ser eliminado por ósmosis inversa.
Sílice
Brewing fuente de agua Directriz = <25 ppm
La sílice es ubicuo en los suministros de agua y muchos minerales, pero
también puede ser extraído como silicato de cáscaras de granos. Los niveles altos
pueden causar escurrimiento lento durante la clarificación y la neblina en la cerveza.
La mayoría de sílice en agua existe como sílice coloidal, lo que significa que existe
como pequeñas cadenas poliméricas de diferentes tamaños. Las muy pequeñas
cadenas tienden a disolverse en solución, y la grande como suspensiones. Estos
coloides se pueden concentrar por evaporación en calderas. Los procesos de
tratamiento que eliminan de sílice incluyen adsorción sobre precipita magnesio en el
ablandamiento con cal, la adsorción en hidróxido férrico en procesos de coagulación
usando sales de hierro, de intercambio aniónico en el proceso de desmineralización, y
osmosis inversa. La sílice puede combinar con el calcio y el magnesio para producir
escala pesada en las tuberías y puede ensuciar las membranas de ósmosis inversa. Si
se usa la ósmosis inversa para reducir los altos niveles (> 30 ppm), a continuación, la
recuperación debe limitarse a menos de 50% para evitar el ensuciamiento prematuro.
Sodio
Brewing fuente de agua Pauta = 0-50 ppm.
El sodio puede ocurrir en niveles muy altos en el agua potable,
particularmente si el agua se ablanda con un (es decir, intercambio iónico)
ablandador de agua saltbased. En general, el agua ablandada no es adecuado
para fabricación de cerveza, aunque puede haber el raro caso de ablandamiento
controlado es útil para el hierro y remoción de manganeso pesar de un aumento en
el sodio. Para niveles de sodio de 70-150 ppm, que redondea los sabores de
cerveza y acentúa la dulzura de la malta, especialmente en asociación con los
iones de cloruro. Los iones de sodio pueden contribuir un sabor salado a
concentraciones of150 a 200 ppm y pueden tener un sabor áspero y amargo en
exceso, especialmente cuando es mayor que 250 ppm. Elaboración de la cerveza
con concentraciones de sodio más bajas producirá generalmente un sabor más
limpio en la cerveza. La combinación de alta de sodio y un alto
concentración de iones sulfato generará un sabor muy áspero, agrio /
amargo mineralidad.
La conductancia específica
Brewing fuente de agua Pauta = no determinada
conductancia específica o conductividad es una medida general de la
capacidad de una solución para conducir una corriente eléctrica, y es
dependiente de tanto el tipo y cantidad de sustancias disueltas. No funciona
bien para la comparación de diferentes fuentes de agua, pero es útil para medir
la variación de una sola fuente de agua, ya que puede ser correlacionada con
TDS. El agua pura sería teóricamente tienen una conductividad de cero, pero
es un poco disociado a pH 7 y tiende a ser de aproximadamente 1 micro-mho /
cm. El agua de mar tiene una conductividad típico de aproximadamente 37.200
micro-mhos / cm. (A mho es la inversa de un ohm-la unidad para la resistencia
eléctrica.)
Alcalinidad total
Brewing fuente de agua Directriz = <100 ppm
La alcalinidad es posiblemente el parámetro más importante para el
fabricante de cerveza, ya que tiene el mayor efecto
en el rendimiento del puré. La alcalinidad total se define como la cantidad
de ácido fuerte, en miliequivalentes por litro, requerida para convertir el
carbonato y bicarbonato en la muestra a dióxido de carbono, a 4,3 pH.
Dependiendo del pH inicial de la muestra de agua, tanto la
alcalinidad de carbonato y bicarbonato porciones de la alcalinidad pueden
ser parte de la titulación y la suma define la alcalinidad total. Si el pH
inicial del agua es mayor que
8.3, la alcalinidad del carbonato se define como la cantidad de ácido
requerida para valorar el pH a 8,3. Esto se conoce como el P alcalinidad y
es
típicamente se mide usando
solución de indicador de fenolftaleína. Si el pH inicial del agua es inferior a
8,3, la contribución carbonato no es significativa y la muestra se valoró
usando típicamente indicador naranja de metilo, que tiene una gama de
colores de 3.2 a 4.4 pH. Esta porción de bicarbonato dominada de la
valoración se hace referencia a la M alcalinidad. La alcalinidad total es la
suma de P alcalinidad y M alcalinidad. El volumen total de ácido requerida
para alcanzar el punto final 4.3 pH se convierte en mEq / litro y se multiplica
por el peso equivalente de 50 para obtener la unidad típica de “alcalinidad
t
o
t
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l
,
pp
m
co
m
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CaCO
3.
”
Sin embargo, se dice que el cambio de color naranja de metilo que
determina el punto final 4.3 pH a ser sutiles y difíciles de observar con
precisión. La norma ISO actual especifica el uso de bromocresol solución
indicadora de rojo-verde-metilo con el punto final se define como 4,5 pH. La
decisión para la que el pH de punto final a utilizar es de hasta el laboratorio,
pero el estándar ISO es 4,5. La diferencia en la alcalinidad total de estos
criterios de valoración calculada no es grande; que es alrededor del 5%. Que
la precisión es probablemente mejor que la resolución de la mayoría de los kits
de prueba de estilo gotero acuario o piscina, y es comparable al error
potencialmente introducido en el laboratorio mediante la medición del volumen
de la muestra y los reactivos. Ponerse en contacto con el laboratorio se
recomienda si el punto final o el indicador no se especifica en el resultado
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c
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Ca
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CaCO
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suma de los dos componentes primarios, calcio y magnesio,
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CaCO
3,
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cu
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:
Dureza Total = 50 * ([Ca] / 20 + [Mg] /12.1)
donde los corchetes [] indican la concentración de las especies de
iones en ppm.
Esta ecuación convierte las concentraciones individuales a su
a
s
-CaCO
3
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como
h
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rr
o
,
manganeso, cromo, zinc, etc., también contribuyen a la dureza si están
presentes en cantidades significativas, y se añadirán al total de una
manera similar. El calcio y el magnesio son los constituyentes de dureza
más prevalentes en el agua potable típico.
Un ejemplo de un informe de agua típico de una utilidad se presenta a
continuación:
Tabla 3-Los Angeles Distrito Metropolitano de Agua Informe de Calidad de Planta de
Filtración del Acueducto LA (datos de 2010) Parámetro
Nivel máximo de contaminantes
(mg / L) *
Entregado media
(mg / L)
Estándares primarios
Coliformes totales
(detección)
5% de las muestras
0,9%
Los bifenilos
policlorados (PCB)
0,0005
DAKOTA DEL NORTE
Tetracloroetileno (PCE)
0,005
<0,0005
Tricloroetileno (TCE)
0,005
<0,0005
Total de ácidos
haloacéticos (HAA)
0.06
0,027
Total
Trihalometanos
(THM)
0.08
0,056
Aluminio
1
<0,05
Arsénico
0.05
0,004
Bario
1
<0,1
Bromato
0.01
<0,005
Cadmio
0,005
DAKOTA DEL NORTE
Cobre
(cero)
DAKOTA DEL NORTE
Fluoruro
2
0.8
Dirigir
(cero)
DAKOTA DEL NORTE
Mercurio
0,002
DAKOTA DEL NORTE
N
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t
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c
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3)
45
<2
NORTE)
El nitrato + nitrito (como1
<0,4
(Picocuries / litro)
Uranio
20
3
Secundarias Normas-Aesthetic
Cloruro
(250)
42
Color
(15)
3.5
Agentes espumantes
(0,5)
DAKOTA DEL NORTE
Hierro
(0,3)
DAKOTA DEL NORTE
Manganeso
(0,05)
<0,02
pH
(06.05 a 08.05)
7.4
Plata
(0,1)
DAKOTA DEL NORTE
Sulfato
(250)
33
Sólidos disueltos
totales
(500)
226
Turbidez (NTU)
(5)
<0,1
Zinc
(5)
<0,05
Los parámetros no regu
l
ados
Calcio
indeterminado
25
Magnesio
indeterminado
8
Fosfato
indeterminado
0,051
Potasio
indeterminado
4
Sílice
indeterminado
17
Sodio
indeterminado
45
La alcalinidad total como
CaCO
3
indeterminado
106
CaCO
3
La dureza total como
indeterminado
93
total
Carbono organico
1.5
* () = Nivel recomendado, ND = no detectado
¿Qué es un topo?
El término “mol” se deriva de “gramo molécula” y se utiliza para
describir una cantidad igual de químicos “cosas”, ya sean átomos
o moléculas (o iones o cargas de electrones).
Eso
es útil
para los químicos para
la descripción de las cantidades de cosas que participan en una
reacción química. Por lo tanto, podemos decir que 2 moles de hidrógeno
reaccionan con 1 mol de oxígeno para producir 1 mol de agua.
Curiosamente, el topo se desarrolló con el
advenimiento de la teoría atómica como científicos se
cuantificando masa atómica, y había al menos tres candidatos
para el estándar, es decir, hidrógeno, oxígeno y carbono.
Eventualmente, se eligió el carbono isótopo 12, y un lunar se
definió como el número de átomos en 12 gramos de carbono 12.
Por lo tanto el número de Avogadro se define como el número de
átomos en 1 mol de carbono 12, y que el número ha sido
e
xp
e
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t
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m
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qu
e 6.02214078
x
10
23 +/-
1,8
x
10
1
Un isótopo de un elemento tiene el mismo número de protones en su
núcleo como el elemento padre, pero un número diferente de
neutrones. Los isótopos se identifican por el número total de protones
y neutrones en el núcleo. Por ejemplo, la nomenclatura de carbono
12 significa que el átomo contiene 6 neutrones, además de los 6
protones, significadas por su número atómico, 6.
El agua de dure
z
a, alcalinidad y
miliequivalentes
L
a
dur
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y
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xpr
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s
a
n
a
m
e
nudo
“,
como
CaCO
3
”P
o
cuando se disuelve 100 mg de carbonato de calcio en un litro de agua usando
ácido carbónico (imitando la forma en la naturaleza disuelve piedra caliza), la
dureza de calcio y la alcalinidad (como se mide por métodos estándar) sean
cada uno 100 ppm. La dureza del agua es a menudo aparece en los informes
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e
c
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como
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como
CaCO
3
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y
s
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fi
n
e
como la suma de las concentraciones de calcio y de iones de magnesio en
miliequivalentes por litro (mEq / l) multiplicado por 50 (el‘peso equivalente’de
CaCO
3).
L
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dur
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nudo
con
un
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pru
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b
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d
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quelante, donde se utiliza un agente químico tal como EDTA para atar y
precipitar todo de los cationes de la solución. Esta masa se pesa y que el
peso por unidad de volumen es la dureza total de la solución. Hierro,
manganeso, y otros metales también puede ser contado en el ensayo de
quelante, tal que el número total de dureza en un informe de agua es a
m
e
nudo
m
a
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o
como
CaCO
3.
Un “equivalente” se define como la cantidad de una sustancia que, o
bien de suministro o reaccionar con un mol de
átomos de hidrógeno en una reacción ácido-base o con un mol de
electrones en una reacción de oxidación-reducción. Si el ion tiene una mayor
carga (Ex. 2), a continuación, un mol de dicha sustancia se define como que
contiene (2) equivalentes. Por lo tanto el peso equivalente de una sustancia
es igual al peso molar dividida por el número de equivalentes que suministra.
Por lo general, el número de equivalentes de una sustancia es igual a su
carga de valencia, como en el caso del calcio, aunque algunas sustancias
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o
d
e Ca +
2.
La alcalinidad total se define como el volumen total de ácido requerido valorar
una muestra de agua para alcanzar el punto final (típico) de pH 4.5, se convirtió al
mEq / litro y se multiplica por el peso equivalente de 50 para obtener la unidad típica
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ppm
como
CaCO
3.
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EE.UU., con un pH de agua de aproximadamente 8,3, la alcalinidad total es igual a la
M alcalinidad, es decir, la cantidad de alcalinidad únicamente
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equivalentes. En otras palabras, se puede convertir de concentración de
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bicarbonato por 50/61. Ver
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CaCO
3
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llamar al departamento de agua y pida hablar con uno de los ingenieros, o
alguien en el laboratorio. Deben tener esa información.
Los pesos equivalentes son la clave para la comprensión de cómo la
concentración de iones calcio en ppm se refiere a la “dureza total como
CaCO
3
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sustancia. El concepto de equivalentes y peso equivalente se vuelve más
complicado con otras sustancias como el cobre y el hierro-elementos que
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1,
C
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+
2,
y
Fe +
2,
Fe +
elementos tienen cada uno dos pesos equivalentes, dependiendo de las
otras sustancias en la reacción. Pero eso no viene al caso.
Factores Tabla 4-conversión para las concentraciones de iones Para Obtener
De
Hacer esto
ca +
2 (
mEq / l)
c
a +
2 (
ppm
)
Dividir por 20
mg +
2 (
mEq / l)
mg
+
2 (
ppm
)
Dividir por 12,1
HCO
3-1 (
mEq / l)
HCO
3-1 (
ppm)
Dividir por 61
CaCO
3 (
mEq / l)
CaCO
3 (
ppm)
Dividir por 50
ca +
2 (
ppm)
c
a +
2 (
mEq /
l
)
Multiplicar por 20
ca +
2 (
ppm)
Ca dureza como
CaCO
3
Dividir por 50 y
multiplicar por 20
mg +
2 (
ppm)
mg
+
2 (
m
E
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/
l
)
Multiplicar por 12,1
mg +
2 (
ppm)
Mg dureza como
CaCO
3
Dividir por 50 y
multiplicar por 12,1
HCO
3-1 (
ppm) (@ pH
8-8,6)
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CaCO
3
Dividir por 50 y
multiplicar por 61
Ca dure
z
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CaCO
3
c
a +
2 (
ppm
)
Dividir por 20 y
multiplicar por 50
Mg dure
z
a como
CaCO
3
mg
+
2 (
ppm
)
Dividir por 12.1 y
multiplicar por 50
La dure
z
a total como
CaCO
3
Ca
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m
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CaCO
3
y
M
g
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m
o
CaCO
3
Agregalos
La alcalinidad como
CaCO
3
HCO3-
1 (
ppm
) (@
p
H 8-8,6)
Dividir por 61 y
multiplicar por 50
Como un ejemplo, para calcular la dureza total como
CaCO
3
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,
primero convertir
esas cantidades a ppm
sus equivalentes.
(En realidad miliequivalentes,
ya que una
equivalente se mide generalmente en moles (es decir, gramos) por litro y
partes por millón son miligramos por litro). Así, el primer paso es dividir
tanto las concentraciones de calcio y de iones de magnesio en ppm por
su peso equivalente, produciendo sus concentraciones en
miliequivalentes por litro. El factor de conversión entre la dureza de calcio
y la dureza de carbonato de calcio es la relación inversa de sus pesos
equivalentes, es decir, 50/20. Dado que la dureza total como carbonato
de calcio se define como la suma de la dureza de calcio y magnesio, se
añaden los miliequivalentes de calcio y de magnesio juntos, y se
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por
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2 (
ppm
) /12.1)
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En resumen, puede haber cientos de sustancias
en el suministro de agua, pero sólo un par de docenas que realmente importa a la
cafetera. La dureza y alcalinidad del agua afectan el pH puré de patatas y puré de
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para cada uno de los procesos de elaboración de la cerveza y otros usos se
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de alcalinidad, Parte 1 - Determinación del total y alcalinidad
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1994).
2.
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1999.
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2010.
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McGraw Hill, 2009.
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2006.
7. Ta
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, G.
Stewart, Ed., Cap. 4 - Agua, CRC Press, 2006.
4
La alcalinidad residual y
el puré
En los capítulos anteriores, hemos hablado de fuentes de agua, la
composición del agua, y métodos de tratamiento de agua. También
señalamos que el pH del agua es sólo una pieza del rompecabezas, porque a
fin de entender el agua de elaboración de la cerveza, lo que necesita saber el
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significativo en el proceso de maceración que el pH del agua hace debido a
que incluyen un sistema tampón. Un tampón es una sustancia en la solución
que resiste cambios en el pH. Cuanto más fuerte es la memoria intermedia,
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necesarios iones para provocar que el pH a cambio). La medición del pH del
agua sin saber la cantidad del sistema tampón es como medir el voltaje de
una batería desconocido. Voltaje sola no dice
nosotros el tiempo que la batería durará. Del mismo modo, conociendo el
pH del agua sin saber la cantidad de memoria intermedia en el agua no
nos ayudará a predecir la respuesta del pH del puré. La única memoria
intermedia en agua de escaldado potable es la alcalinidad a través de la
carbónico, bicarbonato, y carbonato de equilibrio. El otro tampón, fosfato,
proviene de la malta. Es la interacción de estos dos sistemas tampón con
calcio y magnesio, que determina la fuerza con que tiene que trabajar para
cambiar el pH puré. (Hay otro grupo de tampones, melanoidinas de malta,
que también tienen efectos significativos en el puré pH-ese efecto será
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¿Por qué es el puré de pH más importante que el pH del agua? Debido
a las mejores cervezas se producen cuando un puré es controlado dentro de
rangos bastante estrechos de temperatura y pH. pH es el resultado de un
equilibrio químico-es una salida de prueba. El pH del agua es el resultado del
equilibrio de las reacciones químicas que se produjeron en el agua. El pH
puré es el resultado del equilibrio en la masa, que es lo que queremos
controlar. El agua y las maltas son los nuevos componentes de la reacción y
el pH puré es una medida de
el producto de reacción. Aunque es confuso, el pH puré es a la vez un factor
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entender esto, tome un paso atrás y considera que la concentración de iones
hidrógeno (pH) en cualquier momento dado es un resultado de la equilibrio
químico de ese sistema. Por lo tanto, el rendimiento de la es decir, puré, la
actividad enzimática óptima y las condiciones que son favorables para que,
también son el resultado de esa misma química. Por lo tanto podemos hablar
de la actividad enzimática y el rendimiento puré como una función del pH puré,
porque tenemos una buena comprensión de la química que lo impulsa. El pH
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medida de diversos y no relacionados reacciones. ¿Okay? De acuerdo.
En este capítulo, se introduce el concepto de alcalinidad residual y
cómo afecta a pH puré. El pH del puré es importante porque es un factor
significativo para la actividad enzimática y que influye en el pH final de la
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elaboración de la cerveza es durante maceración. Esta
es debido a la gran influencia que se puede ejercer en esta etapa sobre el
contenido y formato de los sistemas tampón que operarán posteriormente en el
mosto y la cerveza.”Entonces, ¿qué es el pH ideal para la masa? Esa es una
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De Clerck observa que el pH de un mosto de base de malta hecha con agua
destilada es “normalmente alrededor de 5,8”. Este valor se refiere al mosto
enfriado. De Clerck observa que el pH del mosto medido disminuye al aumentar
la temperatura, citando el trabajo de Hopkins y Krause. La disminución en el pH
se aproximadamente lineal con la temperatura y la diferencia es 0,34 entre 18 y
65 ° C con agua destilada, y 0,33 con “agua dura medio” para las mismas
temperaturas. Esto significa que hay un desplazamiento entre el pH de la hierba
consistente en maceración y las temperaturas de las habitaciones. Como la
mayoría de los estudios técnicos han utilizado el estándar a temperatura
ambiente para medir el pH del mosto y mediciones de temperatura ambiente son
más suaves en equipo analítico, el estándar a temperatura ambiente para la
medición y la presentación de informes se utiliza en este libro.
De Clerck no indica lo que el pH óptimo puré
es. Lo único que establece que: “La mayoría de las enzimas exhiben su
mayor actividad a un pH inferior a la de la hierba, que normalmente es
alrededor de 5,8. En esta cuenta, el puré a menudo se acidificó a reducir
el pH a 5,0-5,2, que es más adecuado para la proteolisis y la ruptura de
fosfatos orgánicos.”Esta declaración debe ser calificado por señalar que
De Clerck estaba hablando en referencia a la Pilsner Continental y
maltas Munich del día (c. 1950) que tenía una proporción de proteína
soluble a total de 29,8% y
38,8% respectivamente, en comparación con malta Pale británica que él considera
que es altamente o sobre-modificado. No se dio ninguna cantidad para la malta
pálida británica, pero probablemente fue de un 40%. En otras palabras, maltas
menos modificados se beneficiaron de menor pH puré para optimizar la proteolisis,
y con ello mejorar extracto total y amino nitrógeno libre (FAN).
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degradación es 5/5 a 5/6 porque el límite total de extracto y la atenuación es
mayor en comparación con el intervalo de pH puré “normal” de 5/6 a 5/9. Se
indica que “normal” es dependiente de la elaboración de la cerveza de malta y
agua
composición. Más adelante en el texto, afirma que los beneficios de la disminución del
pH puré incluyen acortamiento y la optimización del proceso de maceración, lautering
más rápido, un mejor rendimiento, mejor estabilidad del color, mejor fermentación, y
mejor espuma. En resumen, se establece que los fabricantes de cerveza deben
controlar el pH para que la masa tiene un rango de pH de 5.4 a 5.6 y el pH final
después de mosto hirviendo debe ser 5.1-5.2.
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pH óptimo para las diversas enzimas proteolíticas y sacarificación parece
variar sustancialmente con el sustrato elegido por los investigadores para
el experimento, y sugiere que la estabilidad térmica de las enzimas es
más importante para su eficacia de pH. Sin embargo, también señala que
Bamforth pH parece tener un fuerte efecto en la extracción de las enzimas
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demostró que dejar caer el pH puré 5,7-5,4 aumentó la extracción de
límite dextrinasa. Además, el método de reducción de pH parece ser un
factor significativo: que las adiciones de calcio parecen tener un más
efecto sinérgico en el rendimiento de puré como un todo en comparación
con ácido mineral u orgánico
adiciones. Para ilustrar estos efectos, la lautering puré o rendimiento de
filtración pH óptimo fue 5.5 a 5.7 en un experimento utilizando sales de
calcio frente a 4.4 a 4.6 en otro usando adiciones de ácido.
En resumen, estos recursos indican una “óptima” a temperatura
ambiente rango objetivo puré pH de cualquier lugar de
5.0 a 5.6. El extremo inferior de este rango no es, probablemente, en su caso como lo
era antes, ya maltas altamente modificados de hoy reducen la necesidad de proteólisis.
Por lo tanto, el rango de pH puré de destino probablemente debería ser 5.2 a 5.6. Sin
embargo, el cervecero puede escoger un valor dentro de ese rango que parece
adaptarse mejor a su cerveza. El cervecero también debe tratar de controlar el pH puré
a una tolerancia más estricta de +/- 0,1 pH para asegurar la consistencia.
Hay muchos factores que afectan el pH puré, y varios de ellos se basan
en la variedad de cebada de malta y los procesos-factores que son
normalmente fuera del control de la cervecera. La mejor el cervecero puede
hacer es encontrar una fuente consistente y de alta calidad para la malta y se
centran en los factores que puede controlar, a saber, la composición de agua
de infusión, la sal y / o adiciones de ácido, y la consistencia de
de muestreo y medición métodos. El factor clave para entender el efecto
de la composición del agua de preparación y ajuste es la alcalinidad
residual. alcalinidad residual (AR) es la interacción de la dureza y
alcalinidad del agua en el puré, y ese concepto se presenta a
continuación.
La alcalinidad del agua
El primer paso para entender alcalinidad residual es entender cómo se
mete en la alcalinidad del agua en el primer lugar. Es un sistema de dos
partes que se controla por la presión de gas de dióxido de carbono
disponible en el aire. La alcalinidad del agua se determina por el
contenido de carbonato, que se forma cuando el agua subterránea ácida
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agua depende de la presión parcial de dióxido de carbono que a su vez
determina la cantidad de dióxido de carbono disuelto en el agua, en otras
palabras, carbonato disuelto y dióxido de carbono disuelto son siempre en
equilibrio. O tratan de ser; concentraciones de carbonato en el agua
siempre están persiguiendo cambios en los niveles de dióxido de carbono
disuelto.
En la naturaleza, esta restauración del equilibrio se produce
lentamente y carbonato de calcio (tiza) se disuelve muy lentamente. De
hecho, esta es la razón por incrustaciones de carbonato es tan común en los
grifos y cabezas-La ducha rápida disminución de la presión, y la posterior
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esencialmente una condición de super-saturada de carbonato. El carbonato
de super-saturada se acumula gradualmente en las superficies cercanas. A la
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La alcalinidad en el agua pura
La Figura 11-Equilibrium diagrama de solubilidad para el carbonato de calcio y CO2 como
una función de pH en (es decir, de la habitación) temperatura y presión estándar. La
proporción de CO2 disuelto a CaCO3 es una constante para un pH dado.
El equilibrio de los carbonatos a dióxido de carbono disuelto
determina el pH en agua pura. Ver
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equilibrio resultante son los principales factores de pH en aguas más potable.
Hay varias ecuaciones químicas que rigen el
equilibrio entre las especies, líquidos, y carbonato de gas sólido. gas de
dióxido de carbono se disuelve en agua de acuerdo con la Ley de Henry,
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0,17% del total disuelto el dióxido de carbono. La combinación de estas
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las discusiones de ácido carbónico y el lowpH-final del equilibrio son, de
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de Henry y la presión parcial de dióxido de carbono.
Las constantes de equilibrio
No todas las reacciones químicas que van hasta su finalización.
Una constante de equilibrio describe la continua hacia adelante y
reacciones de una ecuación de equilibrio químico inversa. En la
reacción A + B ↔ C + D, la flecha de doble cabeza significa que la
reacción no llega a la terminación, y que una cierta cantidad de A
y B reacciona para formar C y D, y algunos C y D reacciona para
formar A y B. El equilibrio entre las dos partes, a una temperatura
y presión dada,
es
definida por la ecuación [A] [B] / [C] [D] = K, que es la constante de
equilibrio.
Las dos reacciones más importantes en la química del agua son:
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Cuando los iones de hidrógeno están involucrados y los números son muy
pequeños, nos gusta tomar el logaritmo negativo de la serie para que sea
más manejable, como en el caso del pH, de tal manera que:
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En los casos de tiza y agua, donde el material matriz domina el
equilibrio, (es decir, muy poco de los sustancia se disuelve o
reacciona) el denominador (padre) se considera que es una
constante y se incorpora en la K, de manera que para:
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↔ Ca +
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En cada caso la constante le permite calcular la concentración de
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se describe por las siguientes ecuaciones. Estas ecuaciones químicas a
20 ° C (68 ° F) están cada rigen por las constantes de equilibrio de
disociación o:
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En otras palabras, una vez disuelto, el carbonato puede existir en
cualquiera de las tres formas de equilibrio (especies) en función de pH:
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“Equilibrio” significa que la especie se ha permitido el tiempo suficiente para alcanzar
un estado estable y equilibrada. También tenga en cuenta que el “tiempo suficiente”
es por lo general muchas horas, y que los cambios en una especie de hecho va a
iniciar los cambios a las otras especies, pero que el cambio se indica en el diagrama a
menudo se llevará muchas horas en completarse.
Figura 12-Este diagrama ilustra los dos más comunes
fuentes de especies de carbonato en agua-CO2 del aire, y tiza disuelto a partir de
piedra caliza. La forma de ácido dioxidecarbonic carbono acuosa domina a pH
bajo, la forma bicarbonato a pH 6-10, y la forma de carbonato a pH alto. Sólo una
pequeña fracción de CO2 acuosa se forma en realidad ácido-la relación de
equilibrio carbónico es típicamente 1/650, dependiendo de la presión parcial y pH.
Las proporciones relativas de las formas de carbonato varían con el
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carbónico, y esta región (<4,3) se dice que constará de acidez mineral libre.
En el intervalo de pH puré, en condiciones de equilibrio,
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especies de carbonato con pH. Como se mencionó anteriormente, la transición entre
las especies de carbonato se puede producir lentamente, durante muchas horas,
incluso en el puré.
La solubilidad del sistema de carbonato disminuye con la
temperatura, y esto es debido tanto a la menor solubilidad de los
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coeficiente de Henry), y a una disminución en el producto de
solubilidad en sí. La solubilidad del carbonato de calcio en agua pura
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sus solubilidad aumenta a aproximadamente 50 ppm (es decir, 1 mEq
/ L) cuando está en contacto con el aire, es decir, la presión normal, y
puede aumentar a 75 ppm con una mayor dióxido de carbono disuelto.
La solubilidad del carbonato de calcio aumentará ligeramente en
presencia de otras sales que no contienen calcio o carbonato, tales
como cloruro de sodio o sulfato de magnesio. Estas sales aumentan la
solubilidad ligeramente debido a que sus iones tienden a proteger a
los iones de calcio y carbonato uno del otro de manera que sean
menos propensos a asociarse y precipitar como carbonato de calcio.
El sulfato de calcio también disminuye la solubilidad con el aumento
de la temperatura, pero su solubilidad es órdenes de magnitud
superior a los 3 a 8 gramos por litro.
carbonato en el tiempo debido a que el ion calcio adicional elevará el producto de
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¿Cómo se forma agua de alta alcalinidad en la naturaleza, entonces? La
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presión parcial puede alcanzar de 0,03 a 0,05 atmósferas (atm) en
comparación con la presión parcial atmosférica normal de 0,0003 a 0,0005 atm,
principalmente debido a la respiración bacteriana. Cuando el agua subterránea
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embargo, la restauración del equilibrio por precipitación del carbonato de calcio
extra se produce lentamente, como se evidencia por la acumulación gradual de
la escala en la plomería doméstica.
Se podría suponer mirando el bajo pH del puré, que cualquier
sal alcalina (bicarbonato de sodio, carbonato de calcio, hidróxido de
calcio, etc.) sería fácilmente disolver y todo su potencial alcalina
estarían disponibles para afectar pH puré si cuantificado en términos
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ha demostrado que no es así. Las razones de esto se discutirán más
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Carbonato de Especies Fracción molar vs El pH del agua @
20 ° C
Figura 13-El sistema de carbonato existe en tres formas, dependiendo del pH. La forma
predominante en el agua potable es bicarbonato, siendo mayor que 50% de las especies
entre pH 6,3 y 10,3, y alcanzando un máximo de aproximadamente pH 8,3. La región de pH
puré está sombreada de color gris para mayor comodidad.
La precipitación de los fosfatos de calcio en el puré
cebada malteada contiene aproximadamente 1% en peso de fosfato y esta es
una de las claves para reducir el pH puré a la gama favorecido por las
enzimas. El fosfato se une principalmente como fitina de malta y se hidroliza
durante el puré. Fitina es una sal de potasio y de magnesio mixto de ácido
fítico. Esta hidrólisis es (o sería) catalizada por la enzima fitasa, pero fitasa se
desnaturaliza fácilmente por estofar en todos pero las maltas más ligeras.
Afortunadamente, la hidrólisis se produce de todos modos y los diversos
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Las reacciones químicas en el puré son bastante simple, pero hay al
menos diez reacciones separadas pero co-dependientes que se combinan
para reducir el pH. Estas reacciones precipitan los fosfatos de calcio,
hidrógeno liberación
protones que reaccionan con carbonato disuelto (alcalinidad) para formar agua y
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O + 2H +
1
La conclusión es que el fosfato de malta reacciona con el calcio
disuelto para precipitar fosfato de calcio, la liberación de protones que
reaccionan con carbonatos disueltos para crear el agua y dióxido de
carbono, lo que reduce la alcalinidad y baja el pH. La reducción de la
alcalinidad es generalmente limitado por la cantidad de calcio disponible en
el agua / puré. Hay un montón de fosfato en el mash-en casi el 1% de la
malta en peso y suponiendo una relación de molienda de 4 litros / kg, esto
funciona a cerca de 2 gramos por litro o
2000 ppm, en comparación con el contenido de calcio típica de menos de 100 ppm en
la mayoría de las fuentes de agua naturales.
La alcalinidad residual
Y ahora para ponerlo todo solubilidad, alcalinidad y dureza del agua
juntos-carbonato. ¿Cómo estos factores se combinan para afectar el pH
puré? La respuesta es una cantidad llamada “residual Alcalinidad”.
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llevado a cabo una serie de experimentos en los mostos de malta base en la
que se determinó que 3,5 equivalentes (eq) de calcio reaccionan con fosfato
de malta para “neutralizar” 1 equivalente de alcalinidad del agua. Además, se
determinó que el magnesio trabajó de una manera similar, pero en menor
medida debido a la mayor solubilidad del hidróxido de magnesio, necesitando
7 equivalentes para neutralizar 1 equivalente de alcalinidad. Alcalinidad que
quedaba en el agua después de esta reacción se denomina “alcalinidad
residual” (RA abreviado). Esta alcalinidad residual plantea el puré de pH lejos
del pH puré agua destilada (considerado como “normal”). En otras palabras,
Kolbach determinó que los fabricantes de cerveza podían manipular pH del
mosto a un valor igual o menor que la del agua destilada mediante la adición
de calcio y sal de magnesio adiciones.
Sobre una base por volumen, esto se puede expresar como:
mEq / L RA = mEq / L de alcalinidad - [(mEq / L Ca) /3.5 + (mEq / l de Mg) /
7]
donde mEq / L se define como miliequivalentes por litro. Otra unidad
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concentración como ppm-la equivalencia química debe tenerse en
cuenta.
Esta ecuación puede actualizarse en unidades más familiares como:
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como
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[(Ca (ppm) /1.4) + (Mg (ppm) /L.7)]
Cualquier valor positivo de la alcalinidad residual hará que el pH puré a ser
mayor de lo que sería el uso de agua destilada. Del mismo modo, un RA negativa
hará que el pH puré sea menor de lo que sería el uso de agua destilada. Para
contrarrestar RA positiva de aguas alcalinas, los cerveceros pueden añadir sales
de calcio o de magnesio elaboración de la cerveza, se añade ácido, o hacer uso
de la acidez natural de maltas oscuras para reducir RA
y llevar el pH puré de nuevo en el rango correcto.
Históricamente, los estilos de cerveza más oscuros se han originado en las
regiones con más alta del agua alcalinidad residual debido a la acidez natural de
las maltas oscuras ayudó a neutralizar la alcalinidad del agua, la mejora de la
producción y el sabor de la cerveza. Elaboración de la cerveza una cerveza
oscura con un agua bajo RA puede resultar en un pH puré de 5 o menos,
causando un sabor granulada o asado más unidimensional, e incluso alterar la
actividad beta amilasa. amilasa Beta se informa que tiene un rango relativamente
estrecho actividad preferida de 5,0-6,0 pH. La fermentabilidad del mosto se puede
aumentar y el cuerpo de la cerveza resultante puede ser disminuida.
PH bajo puré puede en última instancia, contribuir a bajo pH del mosto en la
caldera. Bajo pH del mosto puede reducir la utilización del lúpulo y reducir la expresión
hop y amargor.
A la inversa, cervezas pálidos elaboradas en agua con alta
alcalinidad residual puede dar lugar a un pH superior a 6 puré, lo que lleva
a un aumento de tanino y la extracción de silicato, amargura hop duro, y el
deterioro amilasa beta. Esta condición también se traduce en un carácter
más unidimensional, con el carácter de la malta se describe como
“Opaco”. Este pH alto puré considerada a efectos de alto pH del mosto en la
caldera. El alto pH del mosto puede alterar el carácter de lúpulo también.
Mientras más alto pH del mosto permite una mejor isomerización de los ácidos
hop alfa, la amargura resultante es diferente-cerveceros dicen que la diferencia
produce una cerveza diferente, uno que tiene un sabor como si se elabora con
una, variedad diferente de mayor alfa. Cuanto más alto es el pH del mosto
puede extraer más polifenoles del lúpulo para crear el carácter de lúpulo más
áspero.
alcalinidad residual ha sido conocido y utilizado por los fabricantes de
cerveza de Europa desde hace varias décadas, pero
el
preponderancia de elaboración de la cerveza lager pilsen se ha reducido la utilización
del concepto. Las directivas más comunes son que 1) la alcalinidad del agua debe ser
tan baja como sea posible, y que 2) los niveles de calcio debe ser al menos 50 ppm. El
resurgimiento de la variedad de estilos de cerveza en la cerveza artesanal ha causado
cerveceros que ver cómo tanto clásicos estilos de cerveza clara y oscura se originó
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mundo elaboración de la cerveza y tomó nota de que, en general, un RA superior era
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un nomograma que sugería una gama de color de la cerveza para un rango de
alcalinidad residual. El objetivo de este trabajo fue para permitir que un fabricante de
cerveza a utilizar su agua local, y las adiciones de sal u otro tratamiento, para lograr
el pH puré objetivo con cualquier receta, claro u oscuro, y de ese modo ayudar a
lograr un pH óptimo en la final de cerveza donde la multitud de sabores se expresan
mejor.
La Figura 14-Alcalinidad vs. Dureza de Kolbach. Se muestran las líneas para valores
constantes de alcalinidad residual, y etiquetas para diversas ciudades de elaboración
basado en el informe de agua local. Original dibujado por AJ DELANGE, revisada por M.
Brungard.
El refinamiento de la AR
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también señalado factores que no fueron tomadas en cuenta por DELANGE y
Palmer, específicamente espesor puré y grado de aplastamiento de malta en la
molienda. Además revisión de artículos de Kolbach muestra que los
experimentos se llevaron a cabo en 12 ° P (1,048 SG) mosto después de la
maceración y de burbujeo, en lugar de la propia puré. Kolbach determinó que la
relación entre un cambio de pH puré agua destilada y 1 mEq de alcalinidad era
0,084 pH • L / mEq o 11,9 mEq / (pH • L) o sobre la alcalinidad 595 ppm
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experimentos de puré utilizando grist pulverizado, lo que demuestra que la
capacidad de pendiente o de tamponamiento del puré variarse como una
función de la relación de molienda. purés de ensayo se llevaron a cabo a través
de tres niveles de alcalinidad (0, 2.7, 5.3 mEq / L) para Weyermann Pilsner
malta (spec 1.6 a 1.8 ° L.) y
malta Malteries Franco-Belges Light Munich (L spec 6-8 °.) a través de la gama de
relaciones de molienda de 2-5 litros / kg (~ 1-2.5 qts / lb). Los cálculos de la capacidad
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Los
resultados del trabajo de Troester indican que el coeficiente de Kolbach equivaldría a
una relación de puré de molienda de alrededor de 5 litros / kg, lo que sería coherente
con un mosto de rociado de 12 ° P y una relación de molienda inicial típico de alrededor
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Tabla Shift 5-pH con Ratio Grist Ratio Grist
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en litros / kg (qts /
Buffer Capacidad de Pilsner
puré malta baja
mEq RA / (pH • L)
Buffer Capacidad de
Munich puré malta baja
mEq RA / (pH • L)
2 (0.96)
23.8
28.6
3 (1.44)
17.2
20.4
4 (1.92)
15.2
15.2
5 (2.40)
12.5
13.0
El cambio en la capacidad tampón de malta base de purés como una función de la relación de molienda. Grist
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El grado de aplastamiento de la molienda también se determinó que era
un factor de por Troester. El dato anterior se obtuvo utilizando grist pulverizado.
Se repitió el experimento usando tres aguas (0, 2,9, 5,7 mEq / L) con diferentes
huecos molino correspondiente a la configuración comerciales normales para los
molinos de múltiples cilindros: (pulverizados), 0,5, 0,8, y 1,2 mm. los
establecer en un molino de dos rodillos 0,8 mm es probablemente el más similar a
la American Society of Brewing Químicos (ASBC) condición molido grueso, que no
está determinada por el espaciamiento de rodillo sino por 75% de una muestra de
malta que queda en un tamiz No. 30 (tamiz apertura de 0,0232 pulgada). Los datos
mostraron que la capacidad de amortiguación de los purés disminuyó con el
aumento de tamaño del hueco, de la misma magnitud que para la relación de
molienda. Sin embargo, se especula que este efecto debe disminuir con el tiempo
de maceración, ya que la molienda se convierte totalmente hidratado y más
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Tabla Shift 6-pH con Gap Configuración Molino Gap
mm (pulgadas)
ppm mEq Pilsner malta
RA / (pH • L)
Munich malta (6-8L) mEq
RA / (pH • L)
pulverizado
15.8
17.8
(replicación)
0,5 (0.020)
13.4
14.8
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Más similar a ASBC grueso Grind. El cambio en la capacidad tampón de malta base de purés como una
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En resumen, los puntos clave de este capítulo son: Puré de pH es la mejor
palanca para influir en el pH del mosto y la calidad del sabor.
El calcio, el magnesio y fosfatos de malta reaccionan para producir
hidroxilapatita de calcio e hidróxido de magnesio. Esto libera iones de
hidrógeno en el puré de patatas, y reduce el pH a niveles en los que las
enzimas de sacarificación operar más eficientemente.
El concepto de la alcalinidad residual es una muy buena herramienta para
estimar el efecto de la alcalinidad del agua para la malta base de puré de pH
y predecir el efecto de la sal de calcio y adiciones de ácido.
La advertencia a la alcalinidad residual es que la cantidad de
cambio de pH puré con un cambio en residual
alcalinidad varía con la relación de molienda y el tamaño del
grano para moler, que varía de aproximadamente 10 a 30 mEq / (ph
• L), disminuyendo como la relación de agua a aumentos de malta.
Un valor típico moderno a 3 l / kg, molido grueso, es probablemente
alrededor de 15 mEq / (pH • L), que no está lejos del valor de
alrededor de 12 mEq / (pH • L) de Kolbach. En el siguiente capítulo
vamos a ver cómo se puede amortiguar la acidez natural de los
diferentes tipos de maltas y cambiar el pH del puré. Antes de
hacerlo, queremos hacer hincapié en que el objetivo de estos
capítulos no es calcular definitivamente el pH puré, ni para el cálculo
de sal o ácido adiciones precisas para lograr un pH puré particular.
Este libro no contiene todas las respuestas a las complejidades de la
química puré; que sólo contiene unos pocos. El objetivo de estos dos
capítulos es para darle una mejor comprensión de cómo funciona el
pH puré y cuáles son las principales palancas son,
referencias
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BLB Berlín, 1999.
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2-9, 2001.
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Dextrinasa y su papel en maceración, J. Inst. Elaborar cerveza. 105:
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, 1953.
Traducido por AJ DELANGE.
7. De
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La alcalinidad y la malta Fosfato: Factores en el establecimiento
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29 (4) 2004.
8. Pa
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Publicaciones, Boulder, 2006.
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Composición en el pH de la Mash, Braukaiser.com,
2009.
5
La alcalinidad residual, malta
Acide
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, pH y puré
El puré es un entorno tamponado donde la química del agua y de la química
de malta (esperemos) se combinan para crear condiciones altamente
favorables para la sacarificación y rendimiento. Una explicación detallada de la
química de malta que produce este entorno está más allá del alcance de este
libro. Sin embargo, es necesario describir los fundamentos de la producción de
malta y la química con el fin de entender cómo afectan nuestras decisiones
sobre el agua de escaldado.
Como se discutió en el capítulo anterior, la alcalinidad residual nos
permite comprender cómo la dureza y alcalinidad del agua interactúan
en el puré, y establece la base para el pH puré eventual. alcalinidad
residual ayuda a cuantificar el efecto de la composición del agua en pH
puré debido a la precipitación de hidroxilapatita y la liberación de
iones de hidrógeno.
Pero los cambios que afectan a pH puré no tienen que venir sólo de los
cambios en la alcalinidad residual; también pueden provenir de la malta
directamente como acidez. maltas especiales también contener tampones
débilmente ácidos que neutralizan la alcalinidad y bajar el pH puré. Se cree
que estos tampones ser melanoidinas y ácidos orgánicos que son creados por
las reacciones de Maillard durante estofar y asar. Melanoidinas se forman a
partir de la reacción de los aminoácidos y azúcares, y son responsables de los
sabores tostados y Roasty que asociamos con el pardeamiento de los
alimentos.
Kolbach, Troester, y Bies determinaron que puede tomar de 1 a 2,5
mEq / litro de ácido para mover el pH del puré / mosto por 0,1 unidad,
dependiendo de la relación waterto-grist y otros factores. Hubo algunos
problemas de inconsistencia con los datos, sin embargo. Repeticiones de
experimentos con una muestra diferente de un mismo lote de malta
mostraron una variabilidad menor, pero réplicas utilizando diferentes lotes
de la misma maltero dieron resultados que variaban
más allá
anticipado
experimental
error.
La experimentación ha demostrado también que el mismo tipo de malta
(Base, xx caramelo, chocolate malta, etc.) de diferentes fabricantes de malta
puede tener resultados significativamente diferentes. En la siguiente sección se
ilustrar las razones de
diferencias en la acidez de malta, y por qué es difícil de predecir.
Maltas y malta de color
Para empezar nuestra digresión sobre la química de malta, existen básicamente
cuatro tipos de maltas: maltas base, maltas Secada más modernas, el maltas
caramelo y tostadas. maltas base tienen un agua o congreso destilada puré pH
de 5.6-6.0, dependiendo de la variedad de cebada, las condiciones, modificación
y microflora tales como bacterias de ácido láctico en la cáscara de crecimiento.
La cantidad y la viabilidad de las bacterias es muy variable, dependiendo del
entorno local y el régimen de secado al horno particular. Por lo tanto, cada lote de
malta puede tener un pH ligeramente diferente de malta base de puré, incluso
dentro de una marca en particular de la misma maltero.
maltas base tal como Pilsner, malta lager, ale y la malta pálida se
producen por germinación a 15-17 ° C (59-63 ° F) y se secó en un flujo de aire
fresco a aproximadamente 8% de humedad. Estas maltas se Secada a bajas
temperaturas de 50-70 ° C (122-
158 ° F) antes del curado a una temperatura final de 70-85 ° C (158-185 ° F).
maltas pale ale se dan típicamente temperaturas de tostación de 60-90 ° C
(140-194 ° F) y se curan a hasta 105 ° C (221 ° F) para desarrollar superior de
color (3-5 SRM) y más sabor. Los sabores expresadas son ligeramente granulada
con notas de tostado y calor. Tenga en cuenta que estas temperaturas son
intervalos de condiciones típicas que los fabricantes de malta pueden elegir a su
discreción, no hay recetas estandarizadas para determinados tipos de malta.
maltas Secada altamente son maltas base (o maltas de base que no se
han curado por completo) que han sido Secada a un color más alta, tales como
ale pálido, Viena, Munich, y maltas aromáticas. Las maltas altamente Secada se
calientan seco (310% de humedad) a bajas temperaturas (120-160 ° F / 50-70 °
C) para retener sus enzimas diastáticas. Aromatic y la malta Munich están
Secada a temperaturas más altas que las maltas base (195-220 ° F / 90-105 ° C)
para producir sabores ricamente malta y bready. Sólo reacciones de Maillard
están involucrados; reacciones de caramelización se producen a temperaturas
más altas. El pH de congresos puré de estas maltas se reduce en un par de
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reduce o elimina microflora productoras de ácido.
maltas caramelo se producen por calcinación malta verde,
es decir, malta que no se seca por estofar después de la germinación. Estas
maltas se ponen en un horno de tostación y guisadas en el rango de
sacarificación de 150-158 ° F (65-70 ° C) hasta que la conversión del almidón se
lleva a cabo dentro de la cáscara. Después, estas maltas se tuestan a
temperaturas más altas de 220.320 ° F (105-160 ° C), dependiendo del grado de
color deseado. El calentamiento a estas temperaturas provoca tanto
caramelización y reacciones de Maillard. El color máxima alcanzable es de
aproximadamente 150 SRM o 300 EBC.
malta de color
Históricamente, el color de la cerveza y maltas se calificó como grados
Lovibond (° L). JW Lovibond era un fabricante de cerveza y el hijo de
cerveza de Greenwich, Reino Unido. Creó el Tintometer® en 1883 y
consistió en portaobjetos de vidrio de distintos tonos que pueden ser
combinados para producir una gama de colores. Lovibond determina el
color de malta mediante la realización de un puré de congresos (un
método estandarizado) de la malta y el uso de su
sistema de medición del color del mosto. Este sistema fue posteriormente
modificado para la Serie 52 Lovibond Escala, que consistía en diapositivas
o soluciones para calificaciones específicas Lovibond individuales, pero el
sistema sufrió de inconsistencia debido a la decoloración, etiquetado
incorrecto, y el error humano. En 1950, la Sociedad Americana de
Químicos de cervecería (ASBC) aprobó la utilización de la óptica
espectrofotómetrospara medirel
absorptance de una longitud de onda específica de la luz (430
nanómetros) a través de una muestra de tamaño estándar. Un mosto /
cerveza más oscuro absorbe más luz, y devuelve un número mayor.
Este método permitió la medición consistente de
muestra y el patrón
Método de Referencia (° SRM) para determinar el color nació. El
método SRM se estableció originalmente para aproximar la escala
Lovibond Serie 52 y las dos escalas se consideran casi idénticos
para la mayoría de su gama. La escala Lovibond Serie 52 está
todavía en uso hoy en día,
en forma de precisión visual
comparadores y fotómetros. El uso de comparadores Lovibond es
más frecuente en la industria cervecera
para la determinación de la calificación de maltas oscuras / tostados, y por lo
tanto el color de maltas se discutido como ° L, mientras que el color de la
cerveza se suele discutido como ° SRM, aunque la base (absorción a 430
nanómetros) es el mismo.
Antes de 1990, la Convención Europea Brewing (EBC) utilizó una
longitud de onda diferente para medir absorptance, y la conversión
entre los dos métodos era una aproximación. Hoy en día, la escala
EBC utiliza la misma longitud de onda para la medición. El factor de
conversión para el color de la cerveza calificación
es
EBC = 1,97 x ° SRM, o aproximadamente el doble de la ° calificación SRM.
maltas tostadas incluyen ámbar, marrón, chocolate, malta y negro.
Estas maltas comienzan verde como las maltas caramelo anteriores, pero
se Secada a un menor porcentaje de humedad (5-15%) antes de asar.
maltas Amber se producen por calcinación totalmente cocidos a malta ale
pálido a temperaturas de hasta 335 ° F (170 ° C). Estas temperaturas dan
la malta tostada su característica, bizcocho (cookie), y sabor a nuez.
maltas de color marrón se tuestan más de
maltas de color ámbar, pero a temperaturas más bajas, y lograr un sabor tostado
oscuro muy seco, con el color igual a la de las maltas caramelo.
malta chocolate comienza con más humedad antes de asar que la malta de
color marrón, pero menos de caramelo. El proceso de tostado comienza a
aproximadamente 165 ° F (75 ° C) y se aumenta de manera constante a más de 420
° F (215 ° C), donde se desarrolla la malta
achocolatado
sabores.
Algunosla licenciatura de
caramelización se produce, pero la mayoría de los sabores son a partir de
reacciones de Maillard y cierto grado de pirólisis (carbonización controlada).
(patente) Negro maltas se tuestan a temperaturas ligeramente más altas de
428-437 ° F (220-225 ° C) que producen sabores de café-similares. cebada
asado se produce de una manera similar, pero la diferencia es que nunca es
malteada, para empezar. Una vez más, la mayoría de los sabores provienen de
las reacciones de Maillard y pirólisis.
La acide
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de malta
El mecanismo principal para la caída del pH (por ejemplo, 8 a 5,8) en un puré
que consiste únicamente en maltas de base parece ser reacciones de calcio de
tipo fosfato, y el efecto de Maillard acidez de reacción,
Si alguna,es pequeño. Sin embargo,
el
melanoidinas y ácidos orgánicos parecen ser una significativa
factoren purés la incorporación de un alto
porcentaje de maltas especiales. Además, los experimentos han
demostrado que aparentemente hay sólo dos tipos de maltas especiales,
no tres, en términos de acidez a base de Maillard: secada al horno o asada
(o tostado y no tostado). La diferencia se produce durante el tostado,
cuando el color de los productos de Maillard cambia de rojo a marrón. La
transición parece estar en el rango de 325 a 355 ° F (~ 165 180 ° C),
correspondiente a las temperaturas de procesamiento más altas
para maltas altamente Secada y caramelo, y las temperaturas más bajas para
maltas tostadas. Este cambio es visualmente evidente cuando mostos están
hechos de diferentes maltas especiales a la misma SRM o valor de color EBC.
Ver
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Co., tal como se presenta en la Conferencia Cerveceros Craft 2008 en San
Diego, CA. La imagen muestra un cambio dramático en la tonalidad de izquierda
a derecha, de color amarillo / rojo a marrón como la transición maltas de Munich
a caramelo de chocolate para negro. Esta transición está soportado por el trabajo
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en peso (Mw) de los productos de reacción de Maillard cambios con la
cantidad de calor aplicado. Específicamente, que el bajo peso molecular (<7
kDa) colorantes amarillos forman primero, segundo rojo (también <7 kDa), y
que éstos están aparentemente consumidos o transformados en compuestos
de peso molecular más alto (> 100 kDa) a las temperaturas más altas
asociadas con asado maltas.
Nota: kDa significa kilo-Dalton. La unidad de Dalton es
sinónimo de unidad de masa atómica (u) y se define como
ser 1/12 de la masa del isótopo de carbono 12. Para más
información, ver
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Tabla de contenido 7-acético como función de malta de color
Tipo de malta
Mosto Color (unidades EBC)
Ácido acético (ppm)
Pilsner
5
25
caramelo
19
56
caramelo
25
63
Color (secada al horno)
37
69
caramelo
79
66
caramelo
110
165
caramelo
240
75
asado
610
36
Fuente: Coghe, S., et. al, Impact of Dark maltas especializadas en Extract Composición y Wort
Fermentación, J. Inst. Elaborar cerveza. 111 (1): 51-60, 2005.
Tabla 8: Congresos puré de pH varía en función del tipo de malta Nombre de malta
malta
SRM
(conversión
de EBC)
malta base)
Tipo deHierba de color -
Composición
Congreso
Congreso Wort (con
Mash pH
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Elaborar cerveza. 111 (1): 51-60, 2005.
Figura 15-Cada columna de mosto se preparó a partir de una sola malta, de izquierda
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los valores SRM de 30, 20,
10, 2 (descendente de la columna). Notar el cambio visual en el tono y la densidad de
izquierda a derecha como las maltas cambian grado de secado al horno y asar. (Briess
malteado, 2008. Usado con permiso.)
Hierba de pH en función del tiempo y asar
Temperatura
Figura 16-Esta gráfica muestra la disminución en el Congreso mosto pH con el tiempo
asado a la temperatura especificada. Las muestras de malta Todo empezó como el mismo
lote de malta baja, con un pH de 5,98 congreso puré. muestras derivadas de la malta se
calentaron a una velocidad constante a la temperatura de ensayo a partir de la
sacarificación. Estas curvas de inicio (T = 0) cuando las muestras de malta alcanzado la
temperatura de tostado especificado. Las muestras de la malta se retiraron en los
intervalos indicados y el pH se midió en un puré congreso (50% de la muestra base /
50%). Es notable que el pH puré disminuyó con un aumento en el tiempo y la temperatura
de tueste hasta el punto de 30 minutos a 160 ° C, en cuyo punto se aumentó
posteriormente. Del mismo modo, los datos para asar a 180 ° C muestra un pH T = 0 puré
de 4,97, más alto que el último
160 ° medición C (4.86), que es consistente con la tendencia de una disminución de la
acidez como la temperatura de tostado se eleva a través de la gama de 165-180 ° C.
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formas de ácido acético durante las reacciones de Maillard, y la cantidad de
ácido en las diversas maltas sigue la misma tendencia que los pesos
moleculares de los productos de reacción. En otras palabras, la acidez
aumenta con la malta, de color para las maltas Secada y caramelo, pero
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debida a la evaporación o la incorporación en otras reacciones de Maillard a
estas temperaturas más altas no se conoce.
El punto es que los productos de reacción de Maillard física y
químicamente cambian como resultado de un cambio de estofar a
temperaturas de tostado. Curiosamente, esta transición se ve en mediciones
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que las subidas de color de malta 198 a 228 a 450 a 558 SRM. Otros
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Una discusión de malta acide
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estabilizarse en o cerca de un pH típico para ese tipo de malta.
Esto se llama el ’agua desionizada pH’ (DI pH). El pH DI para
maltas base es generalmente en el rango de 5.6-6.0, aunque,
dependiendo de una variedad de cebada y de malta factores,
puede ser inferior. El pH DI de las maltas base de color más bajas
(es decir, 1-3 SRM, 2-6 EBC) es impulsado principalmente por
reacciones de fosfato de calcio, incluyendo la enzima fitasa. maltas
base de color superiores, tales como ale pálido, Viena y Munich
10, a menudo tienen una DI menor pH (ex. 5.5 a 5.6), debido a una
pequeña cantidad de melanoidina acidez. (Melanoidina acidez se
discutirá más adelante en esta sección.) A malta base que tiene un
pH DI mayor que el pH puré objetivo es alcalino. Recuerde, la
alcalinidad se define como la cantidad de ácido (en mEq) que se
requiere para cambiar el pH de una sustancia a un punto final de
pH más bajo. En el caso del sistema de carbonato,
estándar).
En el caso de un puré, el punto final de pH es el objetivo pH puré, tal como
5,4. Por lo tanto, si un malta base tiene un DI pH de 5,7, se considera para ser
alcalina en comparación con la diana (ex. 5.4). La alcalinidad de la malta se mide
por titulación, es decir, la adición de cantidades medidas de ácido o base para
alcanzar un punto final definido. A medida que se añaden el ácido o base, el pH de
la solución va a cambiar como una función de los miliequivalentes añadió. Si traza
el cambio en el pH como una función de las adiciones de ácido o de base (mEq),
la pendiente de la curva es la capacidad amortiguadora de la sustancia.
Por lo tanto, la alcalinidad o la acidez de una sustancia es igual a la
variación total de pH multiplicado por la capacidad de amortiguación.
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Las unidades para la alcalinidad de malta y la acidez son miliequivalentes
por kilogramo (meq / kg). Las unidades de capacidad de tamponamiento son mEq /
(pH • kg). Si se multiplica la capacidad de amortiguación por el cambio en el pH,
las unidades de pH
cancela, y se quedan con mEq / kg. Esto es muy importante: la
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de la acidez o alcalinidad de una sustancia sin saber o indicando el
intervalo de pH para calificarlo. Es como tratar de comparar
desplazamientos entre el hogar y la oficina sin conocer las diferencias en
la distancia; si sólo saben los límites de velocidad, que realmente no se
sabe cuánto tiempo cada ruta le llevará.
La capacidad de tamponamiento de agua o mosto se puede
cuantificar de manera similar a la de maltas, siendo la única diferencia el
uso de litros en lugar de kilogramos. Puede convertir entre litros y
kilogramos de solución una vez que se conoce la densidad de la solución.
Volumen X Densidad = Peso.
maltas especiales, por el contrario, tienen un pH DI que es menor
que el pH DI de maltas base, y en general es menor que el pH objetivo
puré. Los pH DI para maltas especiales suelen oscilar entre 4-5,5,
dependiendo del tipo. En general, el pH DI de maltas especiales
disminuye con
el aumento de malta, de color, pero esa tendencia no es consistente. El hecho de
que su pH DI está generalmente por debajo del intervalo de pH objetivo puré hace
ácida en comparación con maltas base. Lógicamente, se puede ver que si había
dos maltas, una malta base con DI pH de 5,7, y una malta de especialidad con un
pH de 5.1 DI, y que la misma cantidad de puré de ellas con agua destilada; se
podría esperar que la alcalinidad de la malta baja para ser equilibrado por la acidez
de la malta especialidad. Se podría esperar que el pH puré se asentaría en el
medio en el 5,4, suponiendo que las capacidades amortiguadoras de las dos
maltas son iguales. En general, se trata de cómo se determina en realidad el pH
puré, aunque no son por lo general más maltas y hay que tener la capacidad de
amortiguación del agua en cuenta también. Esto nos lleva de nuevo a nuestra
analogía sobre la comparación de desplazamientos: las capacidades de
tamponamiento de las diversas maltas no son iguales y que no son constantes. Es
probablemente más fácil (o más rápido si se quiere) para una malta de moverse a
través de un rango de pH específico que el otro. Así, los dos maltas en nuestro
ejemplo probablemente no encontrarse en el medio en el 5,4. De hecho, la
capacidad amortiguadora de maltas especiales tiende a ser más alta que la de las
maltas base, por lo que es
más probable que el pH puré sería ubicarse en 5,3 o 5,2, que en 5.4.
maltas especiales deben su acidez a productos de reacción de
Maillard (es decir, melanoidinas, ácido acético, etc.) creados durante el
proceso de secado al horno y asar. Acidulada o “sauer” maltas son aún
más bajas, típicamente en el 3-4
intervalo de pH debido al ácido láctico y / o mosto deteriorado que se añade a
la malta antes del secado.
Hasta la fecha, se han llevado a cabo dos estudios separados para
caracterizar el pH DI puré de los diferentes tipos de malta. La primera se llevó a
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estudios intentaron definir tanto el pH puré DI para los diferentes tipos de malta,
la capacidad amortiguadora de las maltas, y para buscar un vínculo entre el
color de malta y estas propiedades. El procedimiento de maceración fue
diferente entre los estudios, sin embargo. Troester utiliza un solo puré de
infusión con una relación agua-a-grist de 4 a 1, mientras que el estudio Bies
utiliza el procedimiento ASBC Congreso Mash, y esto puede explicar algunas de
las diferencias en los resultados.
El procedimiento experimental en el estudio Bies constaba de
maceración 75 gramos de cada uno de malta, y titulando usando 10 mililitros
en un momento de una solución de hidróxido de sodio 0,1 N a un pH 7 punto
final. El pH se midió a la temperatura, generalmente entre 150 ° y 130 ° F
como enfrió la muestra durante la titulación. La acidez de las maltas en el
estudio Bies después se volvieron a calcular utilizando un punto final de pH
5,7 en lugar de 7 a una mejor comparación con los datos Troester. Un par de
suposiciones se hicieron en la configuración y el análisis de estos
experimentos. Se supone que:
La capacidad tampón de una malta es lineal y constante, es
decir, que se calcularía la misma pendiente si el pH a 7 frente
a 5,7. De hecho, este no es el caso, como se verá.
La base para la comparación de la acidez de malta era 5,7 pH. Los datos de
laboratorio para la malta DI puré pH, capacidad de malta tampón, y la malta
acidez / alcalinidad fueron asumidos para ser representativa para todas las
condiciones normales de puré. Esta es una gran generalización. Por
ejemplo, el pH DI puré de cualquier malta particular, gradualmente
disminuir con el tiempo después de la huelga ya que el agua huelga
necesita tiempo para penetrar, disolver y liberar todos los constituyentes. El
puré DI pH “estabiliza” al disminuir drásticamente la tasa de cambio. Por lo
tanto, el cambio de pH en realidad no puede detenerse durante la duración
de la prueba. Además, la acidez de malta se deriva de una variedad de
ácidos, cada uno de los cuales tiene una o más constantes de acidez (PK),
que varían con la temperatura. Por lo tanto, el efecto de la especialidad
acidez malta y capacidad de amortiguación en DI puré pH también depende
de la temperatura puré. Un laboratorio tendría que hacer varias mediciones
a diferentes temperaturas (, resto glucano beta frío, resto de proteína,
sacarificación de descanso) para cuantificar correctamente el
comportamiento de una malta particular bajo la mayoría de condiciones de
puré.
Un problema fundamental de estos supuestos es el hecho de que
la acidez o alcalinidad de una malta depende del destino: el punto final de
pH. Todas las maltas en los estudios Troester y Bies se titularon con
base (hacia arriba) a un pH o 5,7 o 7 para cuantificar la acidez. Un
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para ilustrar las similitudes y diferencias entre ambos tipos de malta y
muestras de malta del mismo tipo. (La importancia de la titulación de
punto final no llegó a ser evidente para los autores de este libro hasta
hace poco tiempo.)
Intentos de analizar estos datos condujeron a varias discusiones entre
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malta, con la esperanza de descubrir la fuente de los problemas evidentes.
En una valoración normal, el ácido o la base se añade a la sustancia que se
valora y el cambio de pH (hacia abajo para la adición de ácido y hacia arriba
para la adición de base) se registra. Una curva de vs. pH ácido añadido (es
decir, teniendo en cuenta ácido base como negativo) se dibuja y se analizó.
Si el analista hace varias adiciones de ácido (y construye la curva) y luego
hace adiciones de base a la misma solución, de nuevo trazado el pH, las
adiciones de base debe cancelar las adiciones de ácido y los valores de pH
para adiciones de base deben, por tanto, volver sobre las curvas de adición
de ácido . La adición de X mEq de ácido seguido de X mEq de los resultados
de base sólo en la producción de X mmol de agua-ácido neutraliza la base.
Delange había hecho esto en experimentos anteriores con
malta, y señaló que las curvas de valoración no se vuelven sobre sí mismos. Se
atribuyó a largos tiempos de reacción (también señaladas por Troester y Bies) y la
teoría de que se necesita tanto tiempo para el ácido para reaccionar completamente
con la malta que las mediciones de pH hechas por técnicas convencionales no son
las verdaderas (equilibrio) valores de pH. Esto fue consistente con sus
observaciones en la fábrica de cerveza, que puré pH puede tomar media hora o
más para estabilizarse. Por lo tanto, modificó su procedimiento de titulación para
tener en cuenta el factor tiempo. En lugar de obtener puntos de pH secuencialmente
en la misma muestra,
es decir, mediante la adición de grano al agua destilada, la medición de pH,
adición de 10 meq / kg de ácido, la medición de pH de nuevo, la adición de 10
meq / kg, la medición de pH de nuevo, etc., hizo purés separados para cada
nivel de ácido (o base) Además , y monitoreado pH con el tiempo. Por lo tanto,
la primera medida para el pH DI puré (sin adiciones de ácido) se registró
continuamente durante un período de 35 minutos. A continuación, un segundo
puré idéntica se hizo pero con la adición de 10 mEq de ácido / kg. Una vez
más, pH se controló y se registró durante 35 minutos. Este proceso se repitió
para cada adición de ácido o base. A la conclusión de las titulaciones, separar
curvas se preparan a partir de los 20 minutos, 25 minutos y 30 minutos de datos de
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de titulación de malta dependen, en cierta medida, en el tiempo después de la
huelga.
Una nota acerca de Medidores de pH y compensación
automática de temperatura (ATC)
La temperatura afecta a la medición del pHen dos
maneras: 1) la electroquímicarespuesta deel
cambios de electrodos con la temperatura, y 2) la actividad química de
una solución (por ejemplo, el mosto) cambia con la temperatura. La
sonda de electrodo del medidor de pH necesita ser calibrado con
soluciones de calibración almacenados temporalmente, típicamente a
valores de 4 y 7 pH. Estas soluciones están tamponadas a ser más
exacta para su pH declarado a temperatura ambiente de 20-25 ° C
(60-77 ° F). Sin embargo, las empresas también publican tablas que
especifican el cambio preciso en el pH de la solución tampón con la
temperatura.
Los medidores de pH modernos tienen una característica llamada automática
compensación de temperatura (ATC). Esta característica
compensala electroquímica
respuesta
cambio de la sonda con la temperatura. En otras palabras, se
mantiene la calibración de la sonda lejos de la temperatura de
calibración. Sin embargo, no hace nada para dar cuenta de cualquier
cambio real en el pH de la solución debido a la temperatura.
El pH del mosto a temperatura puré (~ 65 ° C, 150 ° F) se sabe que es
aproximadamente 0,3 inferior al del mismo mosto cuando se enfría a
temperatura ambiente (~ 20 ° C, 68 ° F). Es por eso que los fabricantes
de cerveza siempre se refieren a las mediciones de pH a temperatura
ambiente. Es el estándar porque cuando la escala de pH fue inventado y
utilizado para el análisis de la cerveza, antes de la era de la electrónica
en primer lugar, no había otra opción que medirlo a temperatura
ambiente y que es la base de la comparación.
El cambio en el pH del mosto como una función de la temperatura se puede
aproximar por la ecuación:
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Tabla 9-parcial Resumen de malta Titulación de datos por Troester
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En la última columna, los números positivos indican que la malta es alcalina en el puré de patatas, y los
números negativos indican que es ácido.
Graduada alcalinidad y acidez de Pils Weyermann
Base de malta
La figura 17-la curva de titulación para múltiples muestras de Weyermann Pils malta
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desarrollo en serie de Taylor centrado en el pH DI. El pH al de adición de ácido cero
es el pH DI de la malta (5,485), medida por Delange.
Una ventaja de un desarrollo en serie de Taylor para la curva ajustando
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fácilmente. (A partir de cálculo: la derivada de un punto en una curva es, por
definición, la pendiente
en ese punto, al igual que la integral de una curva es el área debajo de la
curva.) Trazado de la derivada de la curva como una función de pH nos
permite ver cuánto se valora la capacidad de amortiguación de los cambios
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Los experimentos se repitieron en diferentes momentos y por dos maltas
adicionales: Briess caramelo 80 ° L malta, y chocolate 600 ° L malta de Crisp
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Los
resultados confirman que el tiempo es un factor importante para el cambio de pH en
el puré. En el intervalo de pH particular de un mosto típico, la acidez o alcalinidad
de las maltas es aproximadamente lineal, y cualquier desviación de la linealidad
podrían interpretarse como dispersión o error de datos de menor importancia, pero
la no linealidad y la tendencia de estas curvas se repite una y nueve conjuntos de
datos. Esto sugiere fuertemente que la acidez de malta no es lineal con respecto al
pH.
Capacidad almacenamiento temporal de un Single Malt
Figura 18-El cambio en la capacidad amortiguadora de la malta Weyermann Pils
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cambio en las capacidades de tamponamiento de las maltas como los cambios
de pH durante la valoración. Esta es probablemente la fuente más grande de la
aparente variabilidad de los números de alcalinidad y acidez recalculados en la
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de valoración (capacidad de tampón) es la misma desde el pH DI de un malta a
5,7, ya que es a 5,4; o en el
caso de la malta base de que la pendiente por debajo de la DI pH es la misma
que la pendiente por encima de la DI pH, y claramente no lo es. Por supuesto, el
cambio del punto final 5,7-5,4 también cambia la magnitud de la alcalinidad o
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La alcalinidad / acidez de tres maltas
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para los datos. En, la no linealidad general de
las tres curvas para cada tipo de malta aumenta con el tiempo de maceración (20, 25, y
30 minutos). Es interesante observar que las curvas de acidez para el caramelo 80 ° L
malta ponen bastante cerca de las curvas para el ° L chocolate malta 600 en el
intervalo general de interés para pH puré (4.5 a 5.5).
Buffering capacidad de tres maltas
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para cada tipo de malta generalmente aumenta con el tiempo (20, 25 maceración, y 30
minutos).
La determinación de la acidez de malta Aportes
Figura 21-Determinación de malta de la acidez Contribuciones a Mash: La
contribución alcalinidad o acidez de una malta se calcula a partir de su DI puré pH al
pH objetivo. Un objetivo de 5.4 se muestra aquí. El objetivo podría ser sólo tan
fácilmente 5.2, y que cambiaría las contribuciones de las maltas. Por ejemplo, la
alcalinidad de la malta base con respecto al 5,2 sería de alrededor de 20 mEq / kg.
En este momento, los mejores conclusiones que podemos sacar de todos estos
datos son los siguientes:
La acidez titulada de los diferentes tipos de malta sigue las mismas tendencias
generales en todos los estudios.
maltas base son generalmente alcalino con respecto al intervalo de pH
puré blanco de 5/2 a 5/6.
maltas especiales son generalmente ácido con respecto al intervalo de pH
puré blanco de 5/2 a 5/6.
La capacidad de tamponamiento de un malta cambia dependiendo del
intervalo de pH que está siendo valorada a través. La cantidad de alcalinidad
o acidez que una malta tiene (mEq / kg) depende de la malta DI pH, la
magnitud del cambio de pH, y la capacidad de amortiguación de la malta a
través de que el cambio de pH.
Para las pequeñas magnitudes de cambio de pH, la capacidad de
amortiguación puede ser aproximado por un valor medio para la gama.
Más datos de malta titulación de múltiples fuentes debe llevarse a cabo
mediante un procedimiento común, replicado, y compilado para una
mejor confianza en las tendencias de malta y parámetros generales por
tipo.
La determinación de la alcalinidad del agua en el puré
El poder de tamponamiento de agua (mEq / pH • L) depende principalmente
de las especies de carbonato. Sin embargo,
el
distribución de los cambios de especies de carbonato como una función del pH y
esto cambia el número de miliequivalentes por mol. Por lo tanto, el ’alcalinidad’ de
los cambios de agua como una función del pH y el punto final, al igual que la
alcalinidad de malta y la acidez de malta hacer.
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cantidad de ácido (en mEq / L) necesaria para llevar el pH a 4,3, en
donde (teóricamente) toda la bicarbonato y carbonato ha convertido en
ácido carbónico, y ya no es alcalina. La definición de ’alcalinidad
residual’ de Kolbach es que RA es igual a la alcalinidad total menos la
dureza de calcio y magnesio efectivo dividido por el factor de 3,5. El
problema con estas definiciones cuando se trata de la evaluación de la
alcalinidad (mEq / L) de agua en el puré es que no vamos a 4,3 pH;
sólo vamos a 5.4 (por ejemplo). Nuestro objetivo pH puré podría ser
5,2,
5.5, o lo que sea; el punto es que no es 4.3, pero a medida que
verá, un objetivo puré pH de 5,4 es conveniente para los cálculos.
En general, la alcalinidad del agua se puede definir como los
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multiplicado por el cargo (mEq / mmol) como una función del pH. En otras
palabras:
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a un pH específico.
Nota: El término ’carga’ es otra manera de expresar
el número de equivalentes por mol (o mEq / mmol) de una
sustancia; por ejemplo, una carga de 1,3 = 1,3 mEq / mmol.
Para determinar el valor de alcalinidad real que ejerce el agua en el
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el informe de agua. También tenemos que elegir un objetivo pH puré, tales
como 5,4. El cálculo alcalinidad del agua es similar al cálculo alcalinidad
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inicial de agua en lugar de la pH DI puré para la
malta, pero ambos se calculan con respecto a la diana puré pH. Para mayor
claridad, estamos introduciendo la nomenclatura “Z”, de la palabra alemana
“Ziel”, es decir meta. Se indica que la alcalinidad de una sustancia, en
particular el agua, se calcula con respecto al pH objetivo. El objetivo pH
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5.4,
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simplemente como ’Z pH’ en la discusión general.
Nota: La nomenclatura Z se aplica a la alcalinidad de malta
y la acidez, así, donde se indica la valoración a un puré pH
diana en oposición a un pH arbitrario tal como 7.
El primer paso en el cálculo de la alcalinidad Z es calcular la
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anteriormente, la definición de alcalinidad total es los miliequivalentes de
ácido por litro necesarias para mover el pH del agua a partir de (lo que
fuera) a
4.3. Ese número de miliequivalentes se multiplica por el peso equivalente
de carbonato de calcio (50), y se obtiene un número tal como 125 ppm
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calcular exactamente cuántos moles de especies de carbonato están en solución en
comparación con el / mol convención peso equivalente de 50 g.
La matemática no es difícil, pero es más fácil de explicar con un ejemplo.
Supongamos que tenemos un agua de elaboración de la cerveza con la siguiente
composición:
70 Ca
15 Mg
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30 Na 60 Cl
85 SO
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7,5 pH
Nota: Los parámetros deben ser medidos desde el
misma muestra de agua. El uso de promedios anuales será
introducir errores en los cálculos.
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carbonatos en el agua. La alcalinidad es igual a la mmol total de
especies de carbonato multiplicado por el cambio en la carga entre el
pH inicial (de la
agua) y el punto final de titulación (asuma que se 4.3). Ver
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Utilizando los datos de agua en este ejemplo, la carga a pH
7,5 es de aproximadamente 0,93, y la carga a 4,3 es 0,01. (Incluso si el punto final
de titulación había sido 4.4 o 4.5, el valor de carga sigue siendo aproximadamente
0,01.) Restando: -0,01 a -0,93 = 0,92 (. La alcalinidad se considera positiva para
nuestros propósitos)
Esta es la carga delta (? C), y para mayor claridad nos referiremos a la
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tanto, dividir la alcalinidad total por 50 para volver a mEq / L de ácido.
125/50 = 2,5 mEq / L
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cambio real en la carga que el agua experimentará cuando se mueve
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alcalinidad Z del agua en el puré. El uso de un Z de 5,4:
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0.1 - -0.93 = +0,83 mEq / mmol
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2,72 x 0,83 = 2,26 mEq / L
De nuevo, esto es un cambio pequeño pero significativo en la
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multiplicando 2,26 mEq / L por el volumen de agua puré en litros.
Charge (mEq) por mmol de carbonato de Especies
Figura 22-La curva muestra el número de mEq / mmol como una función del
pH para el agua. Para utilizar la tabla, restar los valores / mmol mEq
correspondiente al cambio en el pH. Por ejemplo, la contribución mEq / mmol
neta de agua a pH 7, va a pH 6 sería (sobre) -0,3 a -0,8 = 0,5 mEq / mmol
(positivo porque representa alcalinidad). La alcalinidad Z es igual a la
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carbonatos totales (CT).
Presentación de Z residual Alcalinidad (Z RA)
En esencia, la alcalinidad residual Kolbach necesita estar
recalculado usando la alcalinidad Z que hemos calculado en el apartado
anterior. La forma de la ecuación Kolbach para la alcalinidad residual todavía
se aplica, pero con la sustitución del nuevo valor de Z alcalinidad. El efecto del
calcio y el magnesio no ha cambiado, aunque, como se verá en la siguiente
sección, que tiene sentido para calcular todos los términos como mEq / L, en
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Z RA = Z alcalinidad - (Ca / 3,5 + Mg / 7)
Volviendo a la composición del agua utilizada en el ejemplo hasta el
momento, la concentración de calcio es 70 ppm y la concentración de
magnesio es de 15 ppm. Estas concentraciones convierten por sus pesos
equivalentes a 3,5 mEq / L de Ca y 1,24 meq / l de Mg, respectivamente. La
aplicación de estos a la ecuación nos da:
Z
5.4
RA = 2,26 mE
q
/
L
- (3,5 / 3,5 + 1,24 / 7) = 1,08 mE
q
/
L
Z
alcalinidad residual para un pH puré objetivo de
5.4.
La hipótesis para predecir el pH del puré
La base para predecir el pH de puré es que los protones, o total
cargos, se conservan. En otras palabras, el pH puré se asentará donde la carga
total positiva es equilibrada por la carga negativa total. Un ácido es un donador
de protones, y una base (es decir, la alcalinidad) es un absorbente de protones.
Por lo tanto, el pH puré se asentará cuando el importe total de la alcalinidad en
el puré se iguala por la cantidad total de la acidez. Determinar el pH puré
particular cuando esto ocurre para cualquier puré particular puede ser tedioso,
pero no complejo. Es simplemente una cuestión de prueba y error-la elección de
un pH de punto final, la determinación de la correspondiente pH delta para cada
componente, el cálculo de la alcalinidad o acidez de cada componente de la
capacidad de amortiguación de cada uno, y sumando los mEq / L, positivo y
negativo, para tratar de llegar a cero.
La predicción puede abordarse desde la otra dirección, así, donde
en lugar de encontrar el pH puré de que satisface la condición de suma
cero, elige el pH puré objetivo y suministrar cualquier cantidad necesaria
de carga con la adición de un ácido fuerte o una base para la puré de
suma cero del total.
Estos son los componentes para estimar el pH puré. Los alcalinidades
y acideces Z de malta, que consiste en:
objetivo puré pH (Z pH); DI puré
pH de cada malta;
capacidad de amortiguación de cada malta para el intervalo de pH de cambio
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la alcalinidad / acidez como una función del pH;
y el peso de cada malta en kilogramos. La RA Z del agua de
escaldado, que consiste en: objetivo pH puré (Z pH); pH
inicial de agua de infusión; alcalinidad Z del agua;
las concentraciones de calcio y magnesio en mEq / l; y el volumen
de agua de infusión en el puré.
La metodología básica para predecir el pH de puré de maltas y el agua
es de suma cero los diversos alcalinidad y acidez, al igual que la suma de los
miliequivalentes la hora de determinar la validez de un perfil de las aguas.
Como se señaló anteriormente, la alcalinidad es considerado como positivo
negativo y acidez. El factor Z RA también se puede dividir en su alcalinidad Z
y calcio, componentes de magnesio para la suma, si el fabricante de cerveza
quiera.
1. Iniciar desde el destilada pH puré de agua de la malta base.
2. Determinar su objetivo pH y determinar la contribución alcalinidad de la
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3. Multiplicar el peso de la base de malta en kilogramos por el valor de
alcalinidad de la malta. Esta es su alcalinidad total malta baja para
superar.
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agua. Calcular la RA Z en mEq / L. Multiplicar el Z RA por el volumen
total de agua puré en litros. Agregar este valor a la alcalinidad de malta
base. Tenga en cuenta que el Z RA puede ser negativo.
5. Determinar la contribución de acidez (en mEq) de cada una de las maltas
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ejemplo, pueden ser alcalino con respecto al pH objetivo.
6. Determinar la suma de los miliequivalentes, alcalinidad vs
acidez. La suma será ya sea positiva o negativa. Un valor
positivo significa que el pH se asentará en un valor mayor que
el objetivo, y viceversa.
Usted tiene dos opciones en este punto: a) se puede añadir el número de
mEq necesario suma cero los meqs con un ácido o base fuerte para
golpear el pH objetivo, o b), puede intentar un pH objetivo diferente
(mayor o menor, dependiendo) y ejecutar a través del método nuevo para
tratar de determinar la suma cero pH.
El resultado final de todo esto es que a menudo es más práctico
simplemente armar una escala reducida “puré de prueba,” medir el pH, y
ajustes en el plan de allí. Esto puede tomar la diversión fuera del proceso de
diseño para muchas personas, pero es más difícil de discutir con los
resultados.
referencias
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38 (1), 1-9, 2001.
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Composición en el pH del puré “.
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Maltas: Nuevos conocimientos en materia de evaluación del color y pro y
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61 (3): 125-132, 2003.
4. Coghe, S., et al. “El fraccionamiento de los productos de reacción de Maillard
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79-86, 2004.
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Análisis de la hierba elaborada con maltas oscuras especializadas “.
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94-103, 2004.
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111
(1): 51-60, 2005.
7. Coghe, S., et al. “Características Desarrollo de Maillard reacción relacionada
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.”
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112 (2)
:
148-156, 2006.
8. Va
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La reducción de energía durante el proceso de producción de maltas
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69 (3): 150-157, 2011.
9.
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y
Mash pH predicción.”Inédito, Briess malta y Ingredientes
Co., 2011-2012.
10.
6
La alcalinidad controlar
La Declaración de la falta de adherencia
Cuando en el curso de los acontecimientos elaboración
de la cerveza, se hace necesario que los fabricantes de
cerveza para disolver los enlaces químicos que lo han
ligado con agua alcalina, y asumir entre las potencias de
la tierra, la estación separada e igual a la que el
leyes desacarificación y
la fermentación le dan derecho, un justo respeto
alas opiniones deel
Reinheitsgebot exige que declare las causas
que lo impulsan a la separación.
Sostenemos que estas verdades son evidentes: que
todos los purés no son iguales,
que son dotados por su creador con ciertas
propiedades inalienables; que entre éstos están la
molienda, el pH y la eventual búsqueda de la
Hoppiness.
Que para garantizar estos derechos, las prácticas de
elaboración de la cerveza se instituyen entre los hombres,
derivando sus parámetros
desde el
consentimiento de los eruditos,
Que siempre que cualquier forma de ingrediente o
práctica se haga destructora de estos fines, es el
derecho de la cafetera a reformarla o abolirla e
instituir nuevas prácticas, que pone su funde en
dichos principios, ya organizar sus poderes en la
forma que a ellos les parezca más probable para
optimizar su pH y el rendimiento. Prudencia,
claro está, aconsejará que la cerveza
de larga data no debe ser cambiado para la luz y las
causas transitorias; y en efecto, toda la experiencia ha
demostrado que los cerveceros están más dispuestos
a
sufrir, mientras que los rendimientos sean tolerables, que a
hacerse justicia aboliendo las formas a las que están
acostumbrados. Pero cuando una larga serie de pH alto y
bajo rendimiento, dirigida invariablemente al mismo cerveza
pone en evidencia una receta de la mediocridad absoluta,
es su derecho, es su deber, derrocar tales prácticas, y para
proporcionar nuevas directrices para su futura prosperidad.
Tal ha sido el paciente sufrimiento de estas
fábricas de cerveza; y tal es ahora la necesidad
que los constriñe para alterar su ex adhesión a
Reinheitsgebot. La historia de la totalidad de malta,
lúpulo, agua y levadura es una historia de repetidos
fallos y transgresiones, a la vez que tiene el
objetivo directo
el sostenimiento de
providencia absoluta dentro de este sistema. Para probar
esto, sometemos los hechos de un mundo imparcial.
Que el pH puré preferida está en el
Que el pH puré preferida está en el rango de
5.2 a 5.6.
Que el agua pH desionizada de maltas de base varía
típicamente de 5.6-6.0, dependiendo de muchos
factores tales como la variedad, el medio ambiente de
malteado, y la temporada.
Eso alcalinidad debido a carbonato, bicarbonato, y
ácido carbónico actuará para elevar el pH puré
lejos de su valor de agua (normal) desionizada.
Que, en ausencia de altos niveles de calcio,
magnesio, débilmente tampones ácidos en maltas
especiales de colores, o los productos de desecho
de bacterias lactobacilos, el pH puré no bajará sí
mismo con el valor objetivo. Nosotros, de diversas
maneras,
los miembros deel
elaboración de la cerveza de la comunidad, apelando al
sentido común del mundo para el
rectitud de nuestras intenciones, no publican solemne y
declaran, que estos son los fabricantes de cerveza, y por
derecho deben ser, libre e independiente
pensadores;
ese
son
libres de toda lealtad a la Reinheitsgebot, y que
todas las contribuciones entre ellos y su suministro
de agua, son y debe ser totalmente disuelta; y que
los cerveceros como libres e independientes, tienen
pleno poder agregar ácido, reducir la alcalinidad,
cambiar la mezcla de granos, establecer el pH
deseado, y hacer todos los demás actos y cosas
que parecen ser lo correcto a hacer. Y para el
apoyo de
esta
declaración, con una firme confianza en la protección
de
adivinar
providencia
no obstante, empeñamos mutuamente nuestras vidas,
nuestras fortunas y nuestro sagrado honor, ya sean
como quieran.
En este capítulo, vamos a tratar específicamente los métodos para
controlar la alcalinidad y la química detrás de ellos.
Muchos fabricantes de cerveza son un poco reacios a aprender química, y
prefieren confiar en la providencia que Dios nos ama y quiere que tengamos la
cerveza. Pero, como se atribuye a Thomas Jefferson, “Soy un gran creyente en la
suerte, y me parece que cuanto más duro trabajo, más suerte tengo.” En otras
palabras, puede confiar en la providencia divina que sacarificación y gran sabor de
la cerveza se se producen de forma natural, o puede trabajar para mejorar las
probabilidades de que ocurran.
Una cosa que necesitamos recordar que los fabricantes de cerveza es que
estamos tratando de controlar o reducir la alcalinidad, dureza no. Muchos de los
anuncios para el agua comúntratamiento
procesos hablan de la eliminación de la dureza temporal o permanente reducir la
dureza como la meta. A medida que los fabricantes de cerveza, por lo general no
queremos reducir o eliminar la dureza de nuestra alcalinidad-elaboración de la cerveza
sólo agua. (El agua de proceso es una harina de otro costal).
La reducción de la alcalinidad
El agua más difícil de preparar con agua es altamente alcalino. La alcalinidad
aumenta el pH puré lejos del rango objetivo de 05.02 a 05.06, en detrimento
de las reacciones que queremos
en la cuba de puré. A menudo se ha observado que los estilos de cerveza que
conocemos hoy surgió de una combinación del agua disponible para los fabricantes
de cerveza de antaño y los métodos que tomaron para combatir la alcalinidad de que
el agua. Algunos cerveceros se basó en la acidez de las maltas Secada o asadas o
inventados métodos de maceración y elaboración de la cerveza únicas para bajar el
pH puré. Algunos aprendieron para eliminar la alcalinidad por los métodos que vamos
a discutir aquí. Vamos a examinar estos métodos, a su vez, desde el más sencillo al
más complicado.
La dilución con agua del RO
El método más simple disponible en la actualidad para reducir la alcalinidad
del agua es para diluirlo con ósmosis inversa (RO) o agua desionizada (DI).
La dilución de la fuente de agua en una relación 1: 1 reduce eficazmente las
concentraciones minerales y alcalinidad en medio, y es lo mismo que decir
que se diluye por 50%. Para diluir una solución de 70% por ejemplo, significa
que la concentración de un ion es ahora 30% de lo que se estaba
originalmente, etc. Esta relación es sólo técnicamente cierto para soluciones
muy diluidas donde la densidad de la solución no cambia. Es más cierto para
el agua que para el mosto, por ejemplo.
Hirviendo
Ebullición se ha utilizado durante cientos de años para reducir la alcalinidad
y la dureza del agua. En términos generales, la forma en que funciona es
que el aumento de la temperatura cambia el estado de saturación de todas
las especies de carbonato en solución. En primer lugar el dióxido de carbono
evoluciona desde el agua debido a la subida de la temperatura. La
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que causa la conversión de iones bicarbonato en ácido carbónico y acuosa
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provoca que algunos de los iones de bicarbonato restantes para convertir a
los iones carbonato. Esto da lugar a la saturación con respecto al carbonato
de calcio, que precipita. Esto provoca un desequilibrio aún más en el
equilibrio,
de acuerdo con
de LeChatelier Principio, y la conversión de más bicarbonato a carbonato.
Por lo tanto la concentración de bicarbonato disminuye a favor de carbónico
y carbonato hasta que el producto de iones de calcio y carbonato de gotas
por debajo de pKs (que es un poco más grande,
es decir, en realidad un menor
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pK
,
de lo que sería en la habitación
temperatura-pK cambia de 8,44 a 20 ° C o 68 ° F a
8,67 a 50 ° C o 122 ° F).
El dióxido de carbono es conducido desde el agua de dos maneras:
primero, una reducción de la presión parcial efectiva sobre el agua hace
que se coalescer en micro-burbujas; y en segundo lugar, se frota a cabo por
la evolución de vapor como el agua hierve. Esta precipitación evolución y
resultante continúa hasta aproximadamente 1 millequivalent por litro de
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CaCO
3
no precipita; todavía es soluble. El carbonato de calcio que ha precipitado
existe como micro-cristales en suspensión, lo que finalmente crecerá lo
suficientemente pesada para sedimentar. Según los textos elaboración de
la cerveza históricos como Sykes’, el agua normalmente se hierve durante
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y
entonces serían dejó sedimentar durante la noche, dejando una capa
blanca de precipitado en el fondo de la caldera. El agua
reducida-alcalinidad sería entonces por decantación el sedimento para su
uso como licor de infusión. Esta reacción se limita a agua con moderada a
alta alcalinidad porque el resultado de la reacción es a
reducir el calcio y los niveles de bicarbonato a aproximadamente un mEq / L de
cada una (20 y 61 ppm respectivamente). De hecho, a menos que el agua
contiene significativamente más de 1 mEq / l de cada uno (ex., 3-5 mEq / L), la
fuerza impulsora para la reacción será baja y ebullición para reducir la dureza y la
alcalinidad es menos eficaz. La reacción es:
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a +
2 +
2HCO
3-1
↔ CaCO
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) + CO
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g
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produc
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un
mol de precipitado de carbonato de calcio (ppt), un mol de gas dióxido de
carbono (g), y un mol de agua.
La ecuación puede escribirse también en términos del peso molecular en
gramos por mol:
40
g
Ca +
2 +
122
g
HCO
3-1
↔100
g
CaCO
3 +
44
g
CO
2
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18
g
H
2
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Esta forma también muestra las proporciones que reaccionan en solución como
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y
estequiometría.
Nota: ebullición no afecta típicamente magnesio
niveles, porque el carbonato de magnesio es mucho más soluble
que el carbonato de calcio. La flecha de dos puntas en esta ecuación dice
que la reacción es reversible, lo que significa que no sólo puede bicarbonato
reacciona con el calcio para formar un carbonato de calcio, agua, y dióxido
de carbono, pero que el dióxido de carbono se puede disolver en agua para
reaccionar con el carbonato de calcio a formar iones de calcio y bicarbonato.
Esto es a menudo la forma en que el bicarbonato se metió en el agua en
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Principal de LeChatelier, que se aplica a todos los equilibrios
químicos, establece que si un cambio o estrés se impone en un sistema en
equilibrio, la posición del equilibrio se desplazará en una dirección para
reducir el efecto del cambio o el estrés. Esto significa que si queremos
aumentar la cantidad de precipitado de carbonato de calcio, podemos
añadir reactivos (lado izquierdo) y / o retirar el producto (lado derecho).
Así, podemos aumentar la cantidad de bicarbonato
convertido, y la cantidad de precipitado formado, mediante el aumento de la
concentración de calcio y / o bicarbonato en el agua, o mediante la eliminación del
dióxido de carbono. (El carbonato de calcio elimina sí mismo del sistema cuando
se precipita.) Tenga en cuenta que mientras que nuestro objetivo aquí es eliminar
bicarbonato (alcalinidad), estamos eliminando simultáneamente el calcio, que no es
necesariamente deseable. Por lo tanto los fabricantes de cerveza que decarbonate
su agua de esta manera a menudo sustituyen el calcio que se pierde por las
adiciones de cloruro de calcio y / o sulfato de calcio. Sirve de ayuda si esto se hace
antes de descarbonatación como
las ayudas de calcio adicionales
en el
proceso de descarbonatación, de nuevo según Principal de LeChatelier.
La eliminación de dióxido de carbono puede llevarse a cabo permitiendo que
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elimina el ácido, la eliminación de ácido aumenta el pH, y un pH alto favorece la
conversión de bicarbonato a carbonato de:
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2 +
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Cuanto más alto se puede hacer que el pH en este proceso, más la
alcalinidad se puede quitar. Esto generalmente se logra mediante burbujeo
de aire o vapor a través del agua para agitar hasta que el pH es 8,5 o más.
El agua normalmente se puede descarbonata hasta 50 ppm de alcalinidad
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agua es a menudo un factor limitante. El calcio residual después de
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donde todas las concentraciones iniciales y finales [] son en ppm, y
el factor de 3,05 cuentas para la conversión entre bicarbonato y calcio
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concentración final de 61 ppm se basa en condiciones ideales. El uso de
un valor más conservadora, tal como 80 ppm
bicarbonato, puede ser más realista, lo que permite condiciones
que no son ideales y donde la reacción no se detiene a la
terminación. Una concentración de bicarbonato final entre 61 y 80
es más típico cuando el calcio no es la cantidad limitante.
Por ejemplo, si un agua tenía 70 ppm de calcio y 150 ppm de
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concentración final de calcio?
Primero necesitamos para convertir la alcalinidad a la concentración de
bicarbonato equivalente, y puesto que el pH es
8, la gran mayoría de la alcalinidad total es de bicarbonato, y el factor de
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(
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suficientemente cerca). La ecuación se vería así:
[
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70 - ((183 - 61) /3.05) = 30
ppm
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La cantidad de calcio es a menudo el factor limitante, lo que significa
que la concentración final de bicarbonato sería mayor que 61 ppm. Esta
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cuando la concentración de calcio se aproxima a 1 mEq / L o 20 ppm, pero
puede ir más bajo en algunos casos, entre 12 y 20 ppm. También funciona
mejor si la dureza permanente es mayor que la dureza temporal, lo que
significa que hay un montón de calcio para alimentar la reacción y casi todo el
bicarbonato se puede retirar, a excepción de que uno mEq / L (50 ppm como
CaCO
3).
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dureza a temporal es añadir sulfato de calcio o cloruro de calcio para el agua
caliente. Las sales también actuarán como puntos de nucleación y ayudar a
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2.
La adición de carbonato de calcio también mejora
el
la precipitación de carbonato de calcio. A pesar de que inicialmente parece
ser en contra de Principio de Le Chatelier, la adición de algunos tiza en
polvo al agua es beneficioso, ya que proporciona sitios de nucleación y de
crecimiento para el carbonato de calcio que sale de la solución y en realidad
promueve la precipitación. La tiza añadido nunca se disuelve y por lo tanto
nunca es parte del sistema.
Pero lo que si el agua no se deja enfriar y el precipitado se
asiente? Un agua de alta alcalinidad puede ser
parcialmente descarbonatado calentándolo a menos de la temperatura de
ebullición. El punto de la saturación de carbonato de calcio se reduce con un
aumento de la temperatura, y formar carbonato de calcio micro-cristales ya
que el agua se calienta a la huelga temperatura. El grado de precipitación
dependerá de muchos factores, tales como el calcio inicial y las
concentraciones de bicarbonato,
el cambioen agua
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había sido “preparado artificialmente ... que contiene 13,5 granos de
carbonato de cal por galón.” Los resultados de ese experimento se enumeran
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tiene lugar a la vez, pero se requiere una cocción prolongada con el fin de
producir el mayor grado de ablandamiento. Con el fin de deshacerse de la
dureza temporal del agua, de ebullición brusca durante no menos de 20
minutos es necesaria ...”Así calentamiento de agua de infusión de huelga
temperatura puede dar lugar a una pequeña reducción de la alcalinidad y
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evolucionar y aumentar la precipitación. El resultado es
que algunos pequeña proporción de la alcalinidad inicial probablemente
precipitar, pero aún ser suspendido en el líquido caliente cuando se añade
al puré. Lo que se añade el efecto del precipitado en suspensión en el agua
directamente al puré? Esa es una buena pregunta. Los efectos de esto en
la alcalinidad y el pH puré residuales serán tratadas más adelante en este
capítulo.
Tabla 10-Reducción de la dure
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a y alcalinidad por calentamiento y ebullición
2
Tiempo en el
Punto de Ebullición
Dure
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a en granos por
galón Imperial
Dure
z
a en ppm
como CaCO
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(frío)
13.5
192
0
11.2
160
5
6.3
90
15
4.4
63
30
2.6
37
60
2.4
34
De Latham, B., de ablandamiento de agua, Revista de la Sociedad de las Artes, vol. 32, Londres, 1884.
El ablandamiento con cal
La reducción de la alcalinidad con cal apagada (hidróxido de calcio)
es muy similar al método de ebullición, pero cal apagada añade más calcio
y eleva el pH, el logro de niveles más bajos de alcalinidad que hirviendo
solo. También tiene el beneficio de reducir el hierro, el manganeso, y sílice
junto con compuestos materia orgánica natural, tales como amoníaco. El
proceso de cal apagada primero fue patentado en 1841 por el Dr. Thomas
Clark, de Aberdeen, Escocia, como medio de ablandar y purificar el agua
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1856
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proceso, señaló, “Un pequeño residuo de la tiza no siempre permanece
separado por el proceso. De los 17,5 granos, por ejemplo, contenidas en un
galón de agua, sólo 16 granos serían depositados, y
1,5 granos se mantendrían. En otras palabras, el agua con 17,5 grados de
dureza resultante de tiza, se puede reducir a
1,5 grados, pero no inferior.”Estas cantidades se convierten a 249 ppm y 21 ppm
como
CaCO
3,
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moderada a alta alcalinidad. Las ecuaciones para el tratamiento con cal son
diferentes del tratamiento de ebullición. En el ablandamiento con cal en frío (es
decir, temperatura ambiente), las reacciones son:
Ca (OH)
2 +
CO
2
↔ CaCO
3 +
M
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2
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Ca (OH)
2 +
Ca (HCO
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↔ 2CaCO
3 +
2H
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O
2Ca (OH)
2 +
M
g
(HCO
3) 2
↔ M
g
(OH)
2 +
2CaCO
3 +
2H
2
O
Los pasos comunes de ablandamiento con cal son:
El pretratamiento con la sedimentación y / o aireación para mejorar la calidad
del agua de alimentación.
De apagado mediante la adición de óxido de calcio (cal viva) al
agua para elevar el pH al óptimo 10.3 para la precipitación de
carbonato. Si la dureza de magnesio necesita ser reducido el pH
se aumentó a 11 con cal viva adicional.
CaO + H
2
O → Ca (OH)
2
Mezcla, floculación y clarificación con hierro o coagulents a
base de aluminio,
adicional
acelerar
sedimentación de los precipitados. aluminato de sodio se prefiere que
el agua bruta es alta en sulfatos. El tiempo de contacto necesario es
típicamente 15-30 minutos.
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el pH del agua. (El agua clarificada tiene típicamente un pH de 10 a
11.) sulfúrico o ácido clorhídrico se utiliza a menudo para reducir aún
más el pH a un pH de agua potable más normal de alrededor de 8 y
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ppm
como
CaCO
3.
Filtración con multi-media convencionales (arena) filtros después de
ablandamiento con cal para capturar cualquier sólido suspendido restantes.
La tecnología de membrana es cada vez más común para la filtración en esta
etapa debido a su mayor eficiencia
en la eliminación de microorganismos
y
Sólidos suspendidos.
El proceso de ablandamiento con cal puede ser mejorada mediante el
calentamiento del agua y reduciendo de este modo la solubilidad de cada uno
de los productos de reacción, fomentando cada reacción a ser más completa.
Este método puede eliminar más alcalinidad que simplemente hirviendo y
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CaCO
3.
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elevado puede reducir la eficacia del proceso. Alta eficiencia del proceso
requiere la dosificación de cal precisa y un control cuidadoso.
En los Estados Unidos, el ablandamiento con cal se utiliza a veces para
el tratamiento de aguas municipales, pero no se utiliza normalmente para el
agua fábrica de cerveza. cal de reblandecimiento de pequeña escala puede
llevarse a cabo como se describe en la barra lateral. El ablandamiento con cal
se considera que es una tecnología de la vieja escuela, y se encuentra más
comúnmente en Europa. Más métodos modernos incluyen tecnologías de
intercambio de iones y de membrana. La ventaja de ablandamiento con cal
sobre intercambio iónico es que el método anterior reduce sustancialmente el
total de sólidos disueltos. Una desventaja de ablandamiento con cal es el
volumen relativamente alto de los residuos sólidos (lodos mineral) producido
por el proceso. La cantidad total de peso de sólidos secos producidos es
típicamente el doble de la dureza eliminado. El precipitado de carbonato de
calcio es un sedimento calcáreo bien, pero el hidróxido de magnesio es un lodo
esponjoso que forma un gel espeso en el tanque.
Método de AJ DELANGE para el uso de cal apagada
Descarbonatación en el hogar
1. Añadir 1 cucharadita. de tiza por cada 5 litros de agua
a ser tratado al agua.
2. Multiplicar la dureza temporal del agua
0,74 para obtener una idea aproximada de la cantidad de cal requerida (en
mg) para el tratamiento de 1 L. A continuación, se multiplica por el número
de litros a ser tratado y se divide por 1000 para obtener el número de
gramos necesarios para todo el volumen.
3. Aumentar el resultado del paso 2 en un 20-30% y colocar esta en un
pequeño vaso de precipitados o matraz. Añadir agua suficiente para
conseguir esto en suspensión.
4. Añadir la suspensión de la Etapa 3 para el agua en incrementos
inicialmente grande y luego más pequeñas. Se agita a fondo y
comprobar el pH después de cada adición.
5. Continuar las adiciones bastante rapidez hasta que se alcanza
un pH entre 9,5 y 10.
6. Monitor de pH. Como tiene lugar la precipitación el pH caerá de nuevo.
7. En
este punto añadir sólo pequeñas cantidades de suspensión
adicional para mantener el pH en la región de 9,5-10.
8.
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disuelve pero la tasa de caída se ralentizará. Cuando lo hace, detener la
adición de lechada de cal y dejar que el agua se siente mientras que el
precipitado se asiente.
9. Decantar el agua de la dureza precipitado y la medida y la
alcalinidad.
La reducción de la alcalinidad con Ácido
Los ácidos pueden reducir la alcalinidad mediante el suministro de iones de
hidrógeno para convertir todos los carbonatos y bicarbonatos en solución en ácido
carbónico, y por lo tanto a gas dióxido de carbono. La reacción es la inversa de
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→ CO
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Tenga en cuenta que el gas debe ser retirado del agua para que la reacción
sea completa. En la escala de elaboración de cerveza casera, donde pequeños
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ya que el agua se calienta y se agita. En una escala más grande con una relación de
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activamente por agitación, burbujeo con aire o vapor forzado, o pulverización, con el
fin de impedir su liberación después en las tuberías o tanques cerrado donde puede
ser un problema de corrosión severa.
Tabla 11-Preparación 1 Soluciones normales de ácidos Común
Ácido
w /
w%
Densidad molaridad ml de ácido para preparar 1 l de 1
Solución N
Clorhídrico al 10 1.048
2.9
348
clorhídrico al 37
1.1812.0
83.5
Láctico
88 1.209 11,884.7
Sulfúrico
101.071.1
458,3
Sulfúrico
981.8418.4
27.2
Fosfórico
101.051.1935 *
Fosfórico
851.6914.7
68 *
*
Fosfórico
es
aproximadamente
monoprótico
a
pH
puré.
Nota: Es importante entender que el procedimiento es para diluir el volumen prescrito hasta un
volumen total de 1 litro. Por ejemplo, 348 ml de 10% clorhídrico se vertieron en un matraz aforado,
añadir suficiente agua al matraz para hacer exactamente 1 litro. ácidos concentrados tienen que ser
añadido a un gran volumen de agua que ya está en el matraz, antes de ser reponía con agua adicional
hasta el volumen final, para evitar salpicaduras exotérmica.
adiciones de ácido para reducir la alcalinidad son bastante simples
para calcular si se trabaja en términos de miliequivalentes. La alcalinidad total
como
CaCO
3
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peso equivalente de
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ppm
como
CaCO
3
que sería igual a 2,5 miliequivalentes por litro. Adición de 1
miliequivalentes de ácido por litro sería, por tanto, reducir la alcalinidad
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75
ppm
como
CaCO
3.
Sin embargo, hay un par de preguntas a tener en cuenta, en concreto:
1. ¿Cuántos mililitros de ácido es 1 equivalente?
2. ¿Qué efecto tiene el sabor ácido?
La primera cuestión se aborde plenamente en los apéndices B y C,
pero la respuesta corta es que la cantidad de ácido requerida depende del
ácido específico, su concentración y la densidad. Es útil tener preparado 1
Normal (N) o 0.1 N soluciones para que 1 mililitro de los suministros de
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de diluciones para la creación de 1 N soluciones de varios ácidos
comunes. La respuesta a la segunda pregunta es que la reacción ácido
reemplazará cada equivalente de alcalinidad con un equivalente de anión
de que el ácido (por ejemplo, cloruro, sulfato, lactato, acetato). El efecto
sabor dependerá de la cantidad de ácido utilizado. En el caso de los ácidos
clorhídrico o sulfúrico, esta es una manera de impulsar el cloruro o sulfato
sin añadir más calcio o magnesio. La elección del ácido y la alcalinidad
final es una cuestión de formulación de recetas y puede tardar unos lotes
de prueba para dominar. El método que aquí se presenta reduce la
alcalinidad sin monitorizar el pH. El método presentado en
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la alcalinidad final y cantidad de ácido utilizada se determina a partir del
cambio en el pH. ambos métodos
trabajo, es simplemente una cuestión de preferencia de pre-medir el ácido y la
verificación de pH, o la medición de pH y la verificación de la cantidad de ácido
utilizado.
Seguridad ácido: palabras de precaución para ácidos fuertes
(y bases)
Siempre añadir el ácido al agua y NUNCA añadir agua al ácido. Suena
tonto, pero “Haz lo que deberías añadir el ácido al agua” puede ayudar a
evitar un salpicaduras de ácido. Esta advertencia es mayor
importancia para el manejo
ácido sulfúrico concentrado, no sólo debido a su fuerza, pero
debido a su gran afinidad por el agua. Si el agua se vierte en
ácido sulfúrico concentrado, la reacción es tan violenta que el
agua es probable que parpadeará en vapor, ácido salpique fuera
del contenedor y en la cafetera. No permita que el ácido
concentrado (de cualquier tipo) en su piel. Ácidos diluidos varían
en peligro, pero el ácido sulfúrico es siempre peligrosa, incluso a
10%.
Desaconsejamos cualquier persona de la manipulación de concentrados
ácidos sin una formación adecuada. Recordamos a todos que
ellos
debería
Lea y
seguir
el
recomendaciones para el equipo de protección personal (guantes, gafas,
delantal, etc.) en la hoja de datos de seguridad del material (MSDS).
Por último, los ácidos y las bases que se utilizan para tratar el agua de elaboración de
la cerveza deben ser de calidad alimentaria. Mientras que la categoría alimenticia no
tiene una definición precisa, por lo general significa que
la sustancia no contiene
impurezas peligrosos o tóxicos y generalmente se reconoce como
seguro y / o adecuado para el consumo humano de conformidad con
la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos.
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contener cantidades peligrosas de metales pesados u otras impurezas. Tenga
cuidado de lo que compra.
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ácidos minerales
Ácido clorhídrico (HCl)
El ácido clorhídrico es un ácido monoprótico fuerte que contribuye un
equivalente por mol. Contribuye 35,4 mg / L de iones cloruro por mEq de
ácido cuando se añade a agua. Las reacciones se muestran a
continuación.
HC
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+ H
2
O ↔ H +
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2
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↔ CO
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M
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2
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Ácido sulfúrico (H
2
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4)
El ácido sulfúrico es un ácido fuerte poliprótico que contribuye dos equivalentes
por mol. Contribuye 48 mg / L de sulfato por mEq de ácido cuando se añade a
agua. Las reacciones se muestran a continuación.
M
A
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2
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2
O ↔ 2H +
1 +
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2 +
M
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2
O
Ácido fosfórico (H
3
correos
4)
El ácido fosfórico es técnicamente un ácido poliprótico débil, sino que
actúa en el puré como un fuerte ácido monoprótico que contribuye
aproximadamente un equivalente por mol. El grado de protonación
depende del pH final del agua es
añadido a, pero en general es de aproximadamente 1-1,3 equivalentes por
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Sólo un pequeño porcentaje (<0,2%) de las moléculas de ácido fosfórico se
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destino puré. Las reacciones primarias se muestran a continuación.
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3
↔ CO
2 +
M
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2
O
Fosfórico es el ácido de elección para muchas fábricas de cerveza
doméstica y artesanal. Aunque todavía es peligroso en altas concentraciones, es
más fácil de manejar que el ácido sulfúrico debido a que es menos reactivo.
Cuenta con un impacto mínimo en el sabor del proceso de elaboración debido a
que la malta también contiene grandes cantidades de fosfatos. La acidificación de
agua con ácido fosfórico corre el riesgo de precipitar el calcio de
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como
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procesos de elaboración de la cerveza posteriores de calcio.
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la misma fórmula que el ácido fosfórico que se ha renunciado a un ion
hidrógeno (es decir, solo desprotonación), que de hecho es la forma más
común para el ácido fosfórico en agua de infusión debido a que es un ácido
débil y no protonar de-allá uno (1) en el intervalo puré pH. Irónicamente, es
más probable que ocurra cuando se usan sólo pequeñas cantidades de
ácido fosfórico precipitación del calcio, acidificar a pH 6 por ejemplo, frente
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la respuesta corta es que tanto el carbonato de calcio y fosfato de calcio (y
en particular de apatita) están menos saturados a pH más bajo.
Mg también reaccionará con fosfato pero tiene aproximadamente el doble de la
solubilidad de la apatita a un pH de 5,2, por lo que la mayor parte
permanece en solución. Esa reacción se muestra a continuación:
2H
3
co
rr
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4 +
3M
g
(HCO
3) 2
↔ M
g
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4) 2 +
6H
2
O + 6CO
2
Ácidos orgánicos
Ácido láctico (C
3
MARIDO
6
O
3)
El ácido láctico es una parte muy importante de algunos estilos de cerveza, pero
también puede ser usado para la acidificación del agua. Tanto el Reinheitsgebot y las
leyes de cerveza alemán Biersteuergesetz sólo permiten ácidos de origen natural que
se utilizarán en el proceso de elaboración de la cerveza. De hecho, esta fue la única
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forma de ilustrar a los compañeros cerveceros que la alcalinidad se podía controlar con
facilidad y para animar a sus compañeros cerveceros para presionar por el ’permiso’
para utilizar ácidos minerales como el resto del mundo hizo en su momento.
El ácido láctico puede ser añadido en tres formas: maltas aciduladas se pueden
utilizar en el puré de patatas, lactobacillus puede cultivar en el puré como parte de un
resto ácido o mash agria, o de calidad alimentaria ácido láctico se puede añadir
directamente. Ácido láctico
es un fuerte ácido monoprótico (pK = 3,86) con respecto al pH puré, lo que
contribuye un equivalente por mol en el puré normal y rangos de pH de
agua potable. Contribuye 89 mg / L de iones de lactato por mEq de ácido
cuando se añade a agua. La reacción de ácido láctico en agua para
dealkalizing se muestra a continuación, excepto que la fórmula empírica
del ácido ha sido sustituido por la fórmula estructural para mayor claridad:
CH
3
CH (OH) COOH ↔ CH
3
CH (OH) COO- + H +
1
CH
3
CH (OH) COO- + H +
1 +
HCO3-
1
↔ H
2
CO
3 +
CH
3
CH (OH) COO-
M
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2
CO
3
↔ CO
2 +
M
A
RIDO
2
O
El sabor de ácido láctico se caracteriza típicamente como una acidez suave y
es el sabor de la firma de alimentos tales como el yogur, el chucrut, kimchi, etc. El
ácido láctico puede producir un distintivo de “tang” en el perfil de sabor de la cerveza
en una concentración elevada. El ácido láctico se informa que tiene un umbral de
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puede variar entre los catadores. Por lo tanto, el umbral de 400 ppm no puede
mantener para todos los individuos. Además, muchas cervezas típicamente
tienen una baja concentración de ácido láctico (típicamente 50 a 300 ppm) de
forma natural,
de
subproductos
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menos de 400 ppm de ácido láctico al agua para la reducción de alcalinidad sin
impacto de sabor.
Cerveceros que emplean un “resto ácido” están haciendo ácido láctico,
además de la reacción de apatita. En general se acepta que para grandes
cambios de alcalinidad, el resto debe ser lo más anaeróbico como sea posible
para reducir el crecimiento de Acetobacter.
Ácido acético (C
2
MARIDO
4
O
2)
El ácido acético no es muy útil a la cafetera debido a la fuerte de sabor
desagradable que tiene. De hecho, es más comúnmente un contaminante debido
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fermentación y puede ser deseable a baja concentración en algunos estilos de
cerveza. El ácido acético es un ácido monoprótico moderadamente fuerte (un
equivalente por mol, pK = 4,76). Contribuye 59 mg / L de iones acetato por mEq
de ácido cuando se añade a agua. los
reacción de ácido acético en agua para dealkalizing se muestra a continuación,
excepto que la fórmula empírica del ácido ha sido sustituido por la fórmula
estructural para mayor claridad:
CH
3
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2
O
La inoculación con Acetobacter y aeróbicas restos después de la
fermentación a promover la formación de ácido acético. Una alternativa a la
realización de estos restos es agregar ácido acético glacial (es decir,
concentrado) en dosis apropiadamente pequeños para agregar los matices de
que carácter a la cerveza terminada. La dosificación medida de ácido acético
glacial puede ser por lotes más consistente a lote de cultivo de bacterias acético
durante la fermentación de la cerveza.
Ácido cítrico (C
6
MARIDO
8
O
7)
El ácido cítrico era muy popular en los primeros días de la elaboración de cerveza
casera. Su popularidad ha disminuido, probablemente debido a la relativamente fuerte
sabor de su anión. El ácido cítrico es un
ácido poliprótico débil (pero más fuerte que fosfórico, acético y láctico, pK 3.14,
4.77, 6.39) que contribuye entre 2 y 3 equivalentes por mol. Contribuye
aproximadamente 96 mg / L de iones citrato por mEq de ácido cuando se añade a
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estructural es difícil de manejar por lo que la empírica se utiliza a continuación.
Las reacciones dealkalizing, suponiendo 2 equivalentes por mol, son los
siguientes:
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Tabla 12-Resumen de métodos para reducir la alcalinidad Método
Seguridad eficacia
comentarios
La dilución con
Muybajo
agua RO (DI)
bienriesgo
Muy efectivo. problemas de corrosión
potenciales para el agua RO prima,
incluso con acero tuberías. se prefiere
PVC o CPVC.
HervirJusta
bajo
riesgo
Reduce tanto la dureza y la alcalinidad.
Los altos costos de energía
y decantación necesaria antes de su uso.
Los depósitos pueden ser difíciles de limpiar.
La eficacia depende de la composición del
agua.
(cal apagada,
Ca (OH)
2)
Lima
Bueno
bajo
Ablandamiento
riesgo
Eficaz para reducir la alcalinidad y la
dureza en el agua con alta alcalinidad
y dureza. Mejor realizada por terceros
en términos de costos y economías
de escala.
Ácido
clorhídrico
Bueno cloruro Adds peligrosos al agua. No
efecto sobre la dureza.
Ácido Sulfúrico Bueno Hazardous añade sulfato al agua. No
efecto sobre la dureza.
Ácido
fosfórico
Bien Moderado
Peligro
Añade fosfato al agua. un efecto
mínimo en el sabor. Puede reducir de
calcio en agua, dependiendo del pH
final.
Ácido láctico Buena
bajo
Lactato añade al agua. Puede afectar el
riesgo
sabor. Ningún efecto sobre la dureza.
Fair Ácido Acético
bajo
Añade etilo para agua. Afectará el
riesgo
sabor. Ningún efecto sobre la dureza.
Ácido cítrico Buena
Bajo
Añade citrato al agua. Será
Peligro
afectar el sabor. Ningún efecto sobre la
dureza.
Este ácido puede añadir sabor a fruta o éster percepciones a la cerveza que pueden
beneficiar a ciertos estilos, como Wit belga. El ácido cítrico se informa que tiene un
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variar entre los catadores y por lo tanto, el umbral de 150 ppm no puede mantener para
todos los individuos. cervezas típicas naturalmente pueden tener una baja
concentración de ácido cítrico (típicamente 50-250 ppm) a partir de subproductos de la
fermentación y esto puede restringir aún más el uso de este ácido en el tratamiento del
agua para elaborar cerveza.
La acidificación de maceración y la aspersión de agua
Muchos cerveceros acidificar el agua de rociado de agua y / o puré. Al
comienzo de la burbujeo, el pH puré debe estar en la diana y las condiciones
de tamponamiento en la masa debe ser con toda su fuerza. A medida que el
agua burbujeo enjuaga la cama, los azúcares y tampones se enjuagan de
distancia y el pH se desplaza hacia el pH del agua de rociado. Si el agua de
burbujeo es alcalino, el pH puré aumentará, y la extracción de taninos,
silicatos y cenizas de las cáscaras de malta
es más probable cuando se acerca a un pH de 5,8. Estos compuestos pueden
arruinar el sabor de una cerveza de otra manera bien elaborada. La solución fácil es
dejar de burbujeo cuando el pH impacta 5,8, o cuando la gravedad específica cae
por debajo de 1.008, y la parte superior hasta el hervidor con licor caliente solo. Esto
sólo hará que una pequeña caída en la eficiencia al tiempo que evita significativos
malos sabores de la cerveza.
Sin embargo, una onza de prevención vale una libra de curación, como
se suele decir. La mejor solución es para acidificar el agua de rociado a un pH
en el rango objetivo puré, que debe prevenir con eficacia el pH de la masa se
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maltas base puede tirar de él más alto. El aumento en el pH puré al final del
burbujeo es más común de menor gravedad estilos más pálidas, donde los
sistemas de tamponamiento en la masa son más débiles y / o más diluido.
También puede ocurrir en lowgravity estilos más oscuros, donde la
concentración melanoidinas (un buffer) es realmente baja a pesar de la alta
hierba de color.
Tabla 13-experimentos con niveles de calcio
(Sierra Nevada Brewing Co., 2010)
Especial
EstándarEstándar
2X CaCl
2
En
Descripción Brew / acidificado
Sales / n acidificación
Mash / n acidificación de
Agua
de las aguas
las aguas
pH del licor
5.77.8
7.8
puré de pH
5.305.49
5.38
Runnings
Lauter pH
1
S
t
5.245.36
5.27
Runnings
Lauter pH
Último
5.565.91
5.83
Runnings
gravedad (°
Plato)
1
S
t
17.817.5
17.7
Runnings
gravedad (°
Plato)
Último
1.301.25
1.30
Lautering
(minutos)
Tiempo
7778
78
Final Wort pH
5.175.37
5.31
gravedad (°
Plato)
Final Wort13.313.3
13.4
cerveza
PH final de la
4.374.37
4.41
gravedad (°
Plato)
Final de Beer
3.002.75
2.78
amargor
Unidades de
3838
40
Color
1112
13
Jim Mellem de Sierra Nevada Brewing Co. presentó los
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Técnica en 2010.En el
presentación, “Calidad del Agua desde la perspectiva de un Craft Brewer,” que
mostró los resultados de experimentos que ha llevado a cabo para comparar su
procedimiento de operación estándar de la acidificación de ácido fosfórico de toda
el agua de infusión, con la duplicación de la cantidad de sales de calcio
normalmente añadido al puré y ebullición, según sea apropiado para la receta de la
cerveza. cervezas pale ale fueron elaboradas en un sistema piloto 10 barril, cada
condición elabora dos veces para llenar 20 fermentadores barril. Para resumir los
resultados, el pH puré de las tres condiciones estaba dentro de parámetros
aceptables, así como el rendimiento del extracto y los parámetros generales de las
cervezas.
La diferencia más significativa entre los ensayos fue la última-runnings pH
de clarificación, que se elevó a 5,91 para las sales estándar sin
acidificación, y 5,83 para el nivel de calcio duplicado sin acidificación. El pH
para la condición procedimiento estándar (elaboración de la cerveza licor
acidificó hasta
5.7 por inyección en línea) solamente se elevó a 5,56 al final del burbujeo.
En las pruebas de triángulo, 38 panelistas entrenados
determinó que no había una diferencia estadísticamente significativa en el
sabor entre las tres condiciones (a = 0,05) con respecto a la astringencia,
aspereza y la aceptabilidad, y que la cerveza estándar fue superior en cada
atributo. La causa de esta diferencia entre las cervezas parecería ser la
mayor solubilidad de los taninos, silicatos, y la ceniza debido al pH más alto
al final de la clarificación, en comparación con la cerveza estándar, aunque
mayor pH del mosto durante la ebullición también extraerá una amargura más
gruesa de los saltos.
Otro ejemplo de este efecto fue una cerveza de trigo elaborada por
uno de los autores (C. Kaminski) en Pub de Downtown Joe en Napa, CA.
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con malta de trigo 40%, un OG de 1.040 y 10 IBU. Ha sido elaborada con
muchos perfiles diferentes de agua en los últimos 500 lotes. (Las fuentes de
agua cambian mensualmente en Napa debido a las aguas de estacionalidad y
de origen múltiple. Se requieren medición y el ajuste constante para mantener
la paridad de cerveza.)
Original Perfil de trigo Cerve
z
a Agua (ppm)
139 Ca 41
C
l
252 SO
4-2
10 HCO
3
El primer perfil agua (arriba) dio como resultado un pH ebullición de
“normal”, según el diario. Como se puede ver los niveles de calcio eran muy
altos y al mismo tiempo la cerveza era aceptable, los comentarios recibidos
eran que era ligero y refrescante, pero mineralidad. Una unidad de
desionización (DI) se instaló para bajar la alcalinidad y una nueva búsqueda de
la composición del agua derecha empezó.
Las adiciones perfil agua DI de yeso y cloruro de calcio
evolucionado durante muchos lotes en:
74 Ca 21
C
l
157 SO
4-2
5,24 Boil pH
Después de una discusión sobre el efecto de los niveles muy bajos de
sulfato de cervezas ligeras con AJ DELANGE, se decidió cortar el sulfato del
todo para que esta cerveza lager más parecido. El primer intento utiliza 100
gramos de cloruro de calcio y 10 ml de ácido fosfórico al 85% para acidificar
los 300 galones de licor caliente. Esta agua calcula a 24 ppm de Ca y 42 ppm
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burbujeo se detuvo en ese punto. El pH ebullición para este lote fue de 5,47.
La cerveza terminada parecía tener las características de fermentación
normales y FG típica, pero tenía un sabor seco, áspero y casi ceniciento
distinta.
El calcio se incrementó en el siguiente lote a 36 ppm de Ca, 64
ppm de Cl- con la misma cantidad de ácido fosfórico como el último, y el
pH no se levantó al final de la burbujeo. La cerveza terminada no tenía
la dura retrogusto.
Wort pH y gravedad (° P) vs. Lautering Time
Figura 24-Wort pH y gravedad (° P) frente al tiempo Lautering. Este diagrama muestra
el aumento brusco de pH puré al final de la Lauter como la gravedad de la carrera
cayó por debajo de 3 ° P (1.012). El aumento del contenido de calcio del agua de
escaldado en el siguiente lote impidió el aumento en la misma gravedad.
La precipitación de calcio debido al ácido fosfórico
La acidificación de agua de escaldado es uno de los aspectos más
difíciles de la química del agua. Una cuestión a considerar en la
acidificación de agua con ácido fosfórico es el
precipitación de fosfato de calcio, que cambia el residual
equilibrio alcalinidad. ¿Cuánto acidificación con ácido
fosfórico cambiar el nivel de calcio en el agua?
Varios equilibrios se ven afectados por el cambio de pH.
AJ DELANGE abordó la teoría química y matemáticas difícil determinar el
efecto de la acidificación en el calcio especialmente para este proyecto. El
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reducción de la alcalinidad como función del pH acidificación de punto final, y
el nivel de saturación de calcio como una función de la acidificación. Los
gráficos muestran que la acidificación a la gama típica pH puré en lugar de a
un pH superior, tal como 6,5 o 7,0 es mejor para la retención de calcio en el
agua. Varios ejemplos se presentan para ilustrar el uso de los gráficos. Estas
tablas sólo se refieren a la acidificación del agua, no la acidificación de la
masa. Sin embargo, los gráficos son una excelente herramienta para la
comprensión del campo de juego si va a acidificar el agua para elaborar
cerveza.
La adición de alcalinidad
Aunque la mayoría de los fabricantes de cerveza son por lo general tratando de reducir e
alcalinidad en el agua de elaboración de la cerveza, hay veces en que un fabricante
de cerveza realmente necesita para aumentar el pH en el puré con el fin de triturar
un billete de grano más oscuro, más ácida. Sin embargo, hay que entender que
estamos nunca agregue a la alcalinidad del agua de rociado. La alcalinidad del agua
de rociado siempre tiene que ser lo más baja posible para minimizar o evitar
aumento de pH en el lecho de grano durante lautering.
Hay diferentes maneras de añadir alcalinidad al puré: uno es
para añadir carbonato o bicarbonato, y el otro es hidróxido. Hay una
gran diferencia entre la adición de alcalinidad al agua frente a la
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y luego la alcalinidad Z necesita ser determinado a partir de
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aproximación de primer orden de lo que realmente pueda ocurrir en el
puré. La química real es más complejo y depende de la interacción de
varios componentes: las especies de carbonato, las especies de fosfato,
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1.
Sin embargo, podemos empezar la discusión
mirar el caso más simple: la adición de bicarbonato de sodio al
agua.
La adición de bicarbonato de sodio
El bicarbonato de sodio (también conocido como, bicarbonato de sodio) es
muy soluble en agua, y alcanza su límite de saturación a aproximadamente
9% en peso a 25 ° C (77 ° F), o aproximadamente 1 libra por galón. Por lo
tanto, fácilmente se puede añadir al agua de elaboración o el puré con el fin
de elevar la alcalinidad. Sin embargo, el sistema de carbonato es una base
débil, y por lo tanto su carga (mEq / mmol) cambia dependiendo del rango de
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alcalinidad residual de este modo de Kolbach, el único ajuste necesario a la
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ligera reducción debido a la definición de la alcalinidad total. Como hemos
dicho antes, la alcalinidad total es la cantidad de ácido en meq que se requiere
para reducir el pH del agua
a 4,3 por carbonatos de conversión y
bicarbonatos de ácido carbónico. Sin embargo, a pH 4,3, todavía hay 0,01
carga de los carbonatos, es decir, que no tienen
ha reducido a cero, pero a 1%. Así, para ser más exactos, necesitamos para
ajustar la adición de bicarbonato de este 1% también.
La forma en que esto funciona es que la carga de cualquier adición de
bicarbonato comienza en 1 mEq / mmol, independientemente del pH del agua,
ya que es puro bicarbonato que tiene 1 mEq / mmol. Si 1 gramo de
bicarbonato de sodio (PM = 84 gramos) se disolvieron en 1 litro de agua, que
sería igual
0,0119 moles por litro (o 11.9 mmol por litro). En una carga de 1 mEq /
mmol, 11,9 mmol / L es igual a 11,9 mEq / l de alcalinidad total, medido
por titulación a un punto final de 4,3 pH. Sin embargo, aquí es donde el
resto 1% entra en juego. Por lo tanto, la adición de 1 gramo de
bicarbonato de sodio por litro solamente produce 99% de sus 11,9 mEq /
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a 14 (P. 136).
Lo anterior es para el cálculo del efecto de adiciones a ya
sea la alcalinidad total o alcalinidad residual, pero sin tener en
cuenta el pH puré eventual. No importa si las adiciones se
realizan para el agua o el puré si sólo se está considerando los
parámetros de
alcalinidad. Por otro lado, si está agregando bicarbonato de sodio
con la intención de desplazar el pH a un objetivo en particular (Z
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Ahora tiene que calcular la alcalinidad Z de la adición.
Cada vez que se añade una especie de carbonato a la masa con el fin
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conveniencia. Sin embargo, el cálculo? C se simplifica por el hecho de que
el punto de partida es -1,0 (o -2,0 en el caso de carbonato). Por lo tanto la
respectiva? C para una adición de bicarbonato o carbonato con un Z pH de
5,4 sería:
0,1-1,0 = +0,9 mEq / mmol (bicarbonato)
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,1--2,0 = 1,9 mEq / mmol (carbonato-ver nota a continuación)
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adición). Tenga en cuenta que la reducción del 1% no se aplica aquí porque no
estamos trabajando con ’alcalinidad total,’ estamos trabajando con la alcalinidad
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Nota: Para el registro, una adición de tiza disuelto
(Es decir, carbonato) de agua, es decir, completamente disuelto
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clorhídrico, la mitad de la carga alcalina sería utilizado hasta la
conversión de todo el carbonato a bicarbonato, debido a que el
bicarbonato es la forma más soluble, y se aplicaría la situación
previouslydescribed bicarbonato. tiza sin disolver es un desastre,
como se verá en la siguiente sección.
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bicarbonato y un caramelo 80 ° L malta para verificar el modelo Z
demostraron resultados que fueron consistentes con la teoría, pero que
también demostraron el factor tiempo inherente en las reacciones de
carbonato. El caramelo 80 ° muestra L malta tenía un pH DI puré
determinado previamente para ser 4,77, y una adición de bicarbonato de
sodio se calculó para llevar el pH a 5,4 puré, utilizando el concepto Z
alcalinidad. El pH se monitorizó continuamente durante el experimento. El
pH comenzó a cabo muy cerca de la puré DI pH, pero se subió
precipitadamente cuando se hizo la adición de bicarbonato al puré. En t =
25 minutos, el pH había caído puré de vuelta a 5,56, a T = 60 el pH puré
era 5,51, y a T = 135 el pH puré había caído a 5,37, todos los cuales son
razonablemente cerca de 5,4.
Cabe señalar que basar la adición de bicarbonato de sodio con
respecto a la alcalinidad total habría dado lugar a una adición menor que
eventualmente suboscilación el pH objetivo puré. Teniendo en cuenta la
cinética de reacción, es posible que, de hecho desear reducir la adición con
respecto a Z alcalinidad, con el fin de pasar la mayor cantidad de tiempo
total de puré en el rango óptimo de pH puré. Equilibrar todos
estos factores para una receta específica en una cervecería específica se llevará a la
experimentación, pero al menos los cálculos discutidos aquí ayudar a aclarar lo que
está ocurriendo en realidad.
El único otro problema con el uso de bicarbonato de sodio es el
aumento que acompaña en sodio nivel de 72 ppm a 1 gramo por galón.
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niveles de sodio en exceso de 100 ppm, sobre todo si los niveles de sulfato
son 300 ppm o mayor, ya que tiende a dar un sabor metálico para la
amargura.
Charge (mEq) por mmol de carbonato de Especies
La Figura 25-cambio en la carga por mol. La curva muestra el número de mEq /
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carbonatos al agua puré, la carga inicial es -1.0 mEq / mmol de bicarbonatos, y
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disuelto con un pH puré blanco de 5,4 sería: -2,0 -
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0,1 = 1,9 mEq / mmol. La alcalinidad Z es igual a la variación neta de carga Dc,
multiplicado por el número de milimoles de carbonatos totales (CT). Esta tabla no
se aplica a hidróxidos, sólo para adiciones a base de carbonato.
Los problemas con la adición de ti
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En la naturaleza, la creación de un agua perfecta suelo alcalino para una cerveza
oscura lleva tiempo, piedra caliza, y la presión parcial de dióxido de carbono. No se
vuelve a crear con facilidad en la fábrica de cerveza porque las soluciones de nueva
creación no son tan estables como la de agua natural; el carbonato parece tener
una mayor tendencia a precipitar. Como se mencionó anteriormente en
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el nivel de saturación normal de calcio
carbonato en el agua es muy baja, siendo sólo alrededor de 1 mEq / L o 0,05
gramos por litro a presión parcial atmosférica típica de dióxido de carbono.
Esto equivale a aproximadamente 2 gramos en 10 litros de agua! Más
carbonato de calcio puede ser disuelto si se burbujea dióxido de carbono en
el agua con agitación constante o suministra a un recipiente cerrado bajo
presión, pero el proceso no es muy conveniente o rápido.
La sabiduría convencional ha sido añadir la tiza al puré debido a que el
pH inferior hay, naturalmente, se disolvería la tiza más fácilmente. Sin
embargo, la evidencia anecdótica ha señalado largo para tiza adiciones como
no siendo muy eficaz para la adición de la alcalinidad y el aumento de pH.
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tiza que no se disolvió y esencialmente sólo en suspensión en el agua. La
misma cantidad de tiza se utilizó en ambas soluciones, y la alcalinidad
valorada era casi la misma debido al ácido fuerte usado para la titulación.
Mientras que los datos no eran concluyentes, sugerido que la tiza
completamente disuelto tuvo un mayor efecto en el aumento de pH puré,
pero que el cambio general todavía no era coherente con la cantidad de
alcalinidad añadido. La solución tiza sin disolver sólo aumentó el pH puré en
alrededor de 0,1-0,2 unidades, incluso cuando se proporcionaron
concentraciones altas de tiza. Esto sugiere que los ácidos naturales en el
puré no son lo suficientemente fuertes para disolver tiza suspendido, al
menos dentro del período de tiempo que el pH puré se observó (25
minutos).
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estequiometría y una posible razón de los malos resultados de las adiciones de
tiza. El puré contiene una concentración relativamente alta de fosfatos a partir de
la malta (aproximadamente 1% en peso), aproximadamente 30 veces mayor que
una concentración de calcio típico en el puré (aproximadamente 100
ppm). El experimento consistió en la adición de cantidades conocidas de
suspensión de carbonato de calcio (es decir, suspendido, no disuelto)
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en un puré típico, y monitorizando el cambio en el pH con el tiempo
después de cada adición de tiza. La velocidad de cambio de pH
correspondería a la tasa que la caliza absorbe los protones (ácido). Los
resultados mostraron que el pH de la solución aumentó muy lentamente a
medida que se añadió la tiza, típicamente 15-30 minutos para un cambio
0.1 pH en el rango de 4.6 a 5.5 pH, y 30-60 + minutos para el mismo
cambio en el rango de
5,5-6. Esto sugiere que podría tomar 3 horas para elevar el pH desde 4.9 a 5.4.
Además, la tiza parecía ser aproximadamente 1/3 tan eficaz como la que debería
haber sido en elevar el pH de la solución. En otras palabras, el cambio en el pH
fue de aproximadamente un tercio del resultado esperado basado en la cantidad
de la adición.
Al final del experimento, se produjo un precipitado en el vaso de
precipitados que parecía diferente de la tiza. El precipitado fue más
esponjoso, y tendía a flocular; mientras
tiza no disuelto es un polvo cristalino fino, y si no precipitan, se necesita
mucho tiempo para asentarse. El floculante se centrifugó de la solución
y no efervescencia cuando se trata con un ácido fuerte, como sucedería
si contenía carbonato de calcio apreciable, pero se disolvió. A
continuación, la solución se trató con una base fuerte para elevar el pH
a 14. dio como resultado un precipitado cristalino fino. Esta inversión de
nuevo a la apariencia original confirmó que el carbonato de calcio se
había convertido a la apatita después de la adición a la solución de
fosfato.
Una discusión más profunda del comportamiento Carbonato en el Mash
La ecuación química que puede explicar estas observaciones es similar a la
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el calcio existente, bicarbonato y iones fosfato para producir apatito, dióxido
de carbono, agua y 2 iones de hidrógeno libres, la reacción de carbonato de
calcio produce apatita, dióxido de carbono, agua, y 6 iones de bicarbonato.
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3-1
Los iones 10 bicarbonatos y 4 de hidrógeno reaccionan para formar 4
moléculas de ácido carbónico y 6 bicarbonatos, y los 4 moléculas de ácido
carbónico se descomponen en dióxido de carbono y agua de acuerdo con el
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suspendido al puré (es decir, en el rango típico pH puré) tiene un efecto neto
de
0,3 equivalentes de alcalinidad por cada equivalente de la adición inicial. Tenga
en cuenta que 10 moles de carbonato de calcio es igual a 20 equivalentes de
carbonato de calcio, ya que tiene 2 equivalentes por mol.
La distribución de las especies de carbonato depende del pH como se muestra
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de manera similar, con el resultado de que el número de protones en
realidad liberados por la reacción de apatito depende de sus proporciones
relativas, y por lo tanto en el pH. La relación entre el pH y protones
liberados se muestra en la
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de 14 protones son liberados por los diversos fosfatos por mol de apatita
precipitó. En otras palabras, volviendo a la ecuación anterior, 10 milimoles
(20 mEq) de tiza reaccionan para producir 1 milimol de apatito además de
una media de 14 protones, es decir, a 20 mEq de alcalinidad reacciona para
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dejando sólo 6 mEq de alcalinidad izquierda a afectar el pH del puré. Esto
es 30% de la adición prevista, y esto se debe únicamente al componente de
calcio de la adición reaccionar con fosfatos de malta. Una adición de
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bicarbonato de sodio.
Número de protones liberados vs pH
Figura 26-Esta gráfica muestra el número medio de protones (o mEq de acidez) que
se liberan como resultado de la reacción de apatita entre el calcio y el fosfato de
malta como una función del pH. Tenga en cuenta que el número promedio en el
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La eficacia de la cal frente a la tiza por un aumento de pH Mash
Figura 27: esta figura muestra la eficacia relativa de carbonato de calcio e hidróxido
de calcio para la absorción de protones en un puré simulado (es decir, alcalinidad
elevar), basado en la precipitación estequiométrica de apatita. Observe que el valor
tanto para el carbonato de calcio e hidróxido de calcio es de aproximadamente 30%
de la mEq de la suma en la región de 4-6 pH, pero que la eficacia de hidróxido
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Esto significa que 1 gramo de carbonato de calcio añadido
a 1 litro de agua en el puré contribuiría 20 mEq / L de calcio y 20 mEq /
L de carbonato, pero el efecto neto es de unos 6 mEq / L de alcalinidad
de que 1 gramo Además, (es decir, 6 mEq / L de iones de hidrógeno o
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alcalinidad en el puré. Para los propósitos de calcular el efecto de la
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añade la alcalinidad red.
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adición que condujo a la hipótesis de 30% no tuvo ningún efecto adicional, y que una
tercera adición varias horas más tarde realmente resultó en una disminución en el pH
puré. Los resultados experimentales son válidas, pero sin explicación.
DELANGE advierte que la teoría ’30%’ es un hallazgo relativamente
nuevo, y se debe utilizar con discreción, en todo caso. Mientras que la
discusión anterior es consistente con las observaciones de Delange y otros
fabricantes de cerveza que han experimentado una falta de respuesta con
adiciones de tiza, puede haber factores adicionales, u otras explicaciones que
son igual o más válida.
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elevar el pH mash-reacciona lentamente y es el menos eficaz de las
opciones.
La adición de hidróxido de calcio (cal apagada)
El hidróxido de calcio se puede añadir al agua o en el puré. Si se añade
al agua de infusión, la adición se puede calcular como un cambio en la
alcalinidad residual Kolbach, ya que añade calcio y alcalinidad como
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7.13 mEq / gal como alcalinidad total y ΔRA = 5,1 mEq / gal o 255 ppm como
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Si se realiza la adición de hidróxido de calcio al puré para ajustar el
pH puré, entonces la adición necesita incorporar el concepto de Z
alcalinidad como se hace en el caso
de adiciones de bicarbonato de sodio anteriores. Los moles de carbonatos
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del agua de escaldado y el pH objetivo puré (Z pH). El ΔRA de hidróxido de
calcio (19,3 mEq / L o 5,1 mEq / gal) como se calculó anteriormente se
añadió a la Z alcalinidad del agua en el puré. Tenga en cuenta que no hay
un ajuste de Z para el hidróxido; que es una base fuerte y siempre
contribuye 1 mEq / mmol, lo mismo que un ácido fuerte hace.
Además, el calcio de la adición de hidróxido de calcio al puré
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se añade al puré. la ecuación de Kolbach para la alcalinidad residual
incorpora factores de calcio y de magnesio reacciones pero la cantidad
de reducción de la alcalinidad por Kolbach (reducción de 28,5%) no es
consistente con la estequiometría de la ecuación de apatita. La ecuación
de apatita teórico para el hidróxido de calcio es:
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Aquí los productos de reacción son agua e hidróxido en lugar de
bicarbonato, pero la reacción neta es el mismo: 20 equivalentes de alcalinidad de la
hidróxido inicial convertido en sólo 6 equivalentes debido a la precipitación de
apatita, es decir, una reducción del 70% en la alcalinidad contribuido. Debemos
tener en cuenta que esta ecuación es simplemente una reacción fuera de los varios
que pueden ser de origen dependiendo de las concentraciones y formas de los
fosfatos presentes en el puré.
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con hidróxido de calcio (cal apagada) usando el mismo procedimiento que
para los carbonatos. Una vez más, el 80 ° L malta de caramelo se molió fino
y triturada con agua destilada, y se verificó el pH DI del puré. Se añadió
hidróxido de calcio, y se registró el cambio en el pH puré con el tiempo. La
tasa de cambio de pH era mucho más rápido; las adiciones de hidróxido sólo
se tarda unos 4 minutos para el cambio de 0,1 pH para estabilizar toda la
gama de 4/6 a 5/5, donde las reacciones fueron más rápida. A mayor pH de
la solución (5,5-6,0), la tasa de cambio de pH también se desaceleró para las
adiciones de hidróxido, pero no por el orden de magnitud exhibida por los
carbonatos. Sin embargo, hubo algunas dudas en cuanto a la
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1 * .
Este conjunto de experimentos demostró que la cinética de la reacción eran mejores,
pero no dio una buena indicación del número de mEq para ser realizado a partir de las
adiciones.
La cuestión de la cantidad de reducción que se puede esperar se abordó
mediante la adopción de una solución de hidróxido de calcio de alta pureza de 116
mEq (calculados) y de añadir a la 80 ° L caramelo puré malta. Usando la curva de
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deberían haber desplazado el pH DI de esta malta a aproximadamente 6,40 pH a 48
° C. El resultado real en t = 30 para que la adición fue un pH de
5,87, lo que corresponde en que la curva a una adición de aproximadamente 83,5
mEq o 72% de la adición total. Tenga en cuenta que esto es muy cercano a la
predicción Kolbach. En t = 120 minutos, el pH había caído a 5,78 o
aproximadamente 66% de la adición total, pero este período de tiempo y el resultado
está fuera de los parámetros de la curva de respuesta de titulación de la malta. Los
resultados sugieren que la ecuación de Kolbach es válido para las adiciones de
hidróxido de calcio, al menos dentro del tiempo de maceración típico de 1 hora.
Como el tiempo de maceración se hace más largo, más reacciones de tipo apatita
pueden ocurrir que se tire el puré
pH inferior a la estequiométrica neto 30% de la adición.
La adición de hidróxido sódico o potásico
La adición de sodio o hidróxido de potasio al puré o el agua no causa una
reacción de apatita, por lo que el efecto sobre el pH puré es más directo. Como
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por encima de 100 ppm, aunque las personas probablemente tienen diferentes
tolerancias a sodio en la cerveza, similar a la tolerancia a la sal en la comida.
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desagradable para el sodio es tan alta como 250 ppm. Otros fabricantes de
cerveza, tales como uno de los autores, C. Kaminski, han recomendado no más
de 50 ppm como la directriz.
El contenido de potasio de cerveza aparece comúnmente como siendo
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3
estados El contenido de potasio de un P cerveza 10 ° a partir de agua desionizada
como 355 ppm. El contenido de potasio de zumo de naranja, para la comparación,
aparece comúnmente como siendo aproximadamente 1800 ppm. Una
concentración de potasio 1,800 ppm en la cerveza podría no ser agradable al
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+
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cloruro de hidróxido o de potasio al agua / cerveza probablemente no se
dio cuenta.
Un gramo por litro de hidróxido de sodio se agrega 25 mEq / L de
alcalinidad y 575 ppm de sodio. Un gramo por litro de hidróxido de
potasio añade 17,8 mEq / L de alcalinidad y 697 ppm de potasio.
Para hacer una solución normal 1:
Disolver 40 gramos de hidróxido de sodio en agua suficiente
para hacer una solución de 1 litro. Disolver 56 gramos de
hidróxido de potasio en agua suficiente para hacer una solución
de 1 litro.
Nota: Tanto hidróxido de sodio y de potasio
hidróxido son cáusticos fuertes y no debe entrar en contacto
con la piel, incluso en forma seca. Use equipo de protección
personal adecuado y consultar el MSDS antes de manejar.
Tabla 14-Resumen de métodos para aumentar la alcalinidad Método
comentarios
Sodio
Para el ajuste de la alcalinidad total del agua:
Bicarbonato
Se
puede
añadir
al
agua
o
puré.
Eficacia:
Bu
e
no
La seguridad:
B
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Peligro
1
gr
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= 72,3
pp
m Na +
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pp
m HCO
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pp
m Na +
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alcalinidad.
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alcalinidad.
Véase el texto para adiciones a la masa de la alcalinidad y Z.
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Puede ser disuelto en
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con
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2
sobrepresión o
ácido.
Eficacia: P
ob
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La seguridad:
B
a
j
o
Peligro
No se recomiendan las adiciones tiza en polvo. Los resultados
son impredecibles, pero generalmente ineficaces para
aumentar la alcalinidad y el pH puré.
Si
se
disuelve
en
agua
antes
de
la
adición,
se
comportará
como
bicarbonato
de
sodio.
Véase
el
texto
para
explicación
completa.
cal apagada
Se
puede
añadir
al
agua
o
puré.
Eficacia:
Bu
e
no
La seguridad: M
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Peligro
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2,
458,8
ppm OH-, 27 mEq / galón alcalinidad DRA = 5,1 mEq / gal DRA
= 19,3 mEq / L
Se puede añadir al agua o en puré. La velocidad de reacción es
aceptable: 04/09 hasta 05/04 pH en 15-20 minutos.
Sodio
Hidróxido
Se
puede
añadir
al
agua
o
puré.
Eficacia:
Bu
e
no
La seguridad:
Peligroso
1
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ppm
Na +
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112,3
ppm
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gr
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mo
por
lit
ro
= 575
ppm
Na +
1,
425
ppm
OH-, 25 mEq / litro alcalinidad
Disolver 40 gramos de agua suficiente para hacer un 1 litro,
solución 1N.
Hidróxido de
potasio
Se
puede
añadir
al
agua
o
puré.
Eficacia:
Bu
e
no
La seguridad:
Peligroso
1
gr
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o
por
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l
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= 184,1
pp
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1,
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pp
m OH-, 4,7 mE
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por
lit
ro
= 697
pp
m
K
+
1,
303
pp
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OH-,
17,8 mEq / alcalinidad litros
Disolver 56 gramos de agua suficiente para hacer un 1 litro,
solución 1N.
referencias
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Charles Griffin y Co. Ltd., Londres, 1907.
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Vol 6, Número 5, mayo de 1953, Berlín. Traducido por DELANGE y
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muchos años antes en una tienda de alimentación homebrew. La titulación mostró que sólo probado para el
53% de la alcalinidad típico de hidróxido de calcio, y que de hecho contiene alguna medida de carbonato de
calcio y otras impurezas.
7
Ajuste de Agua para
Estilo
Ajuste del agua para una cerveza específica es una de las partes más difíciles de crear
una receta. Hay un montón de decisiones, una gran cantidad de opciones y mucha
libertad de acción. No hay agua perfecta individual para un estilo específico, pero
elaboración de la cerveza elección del agua y el estilo puede evolucionar de la mano
para alcanzar una receta perfecta.
Los requisitos principales para agua de escaldado son que mashes en
en el intervalo de pH objetivo (típicamente 5.2 a 5.6 pH a 68 ° F) y que
carácter del sabor del agua debe mejorar el carácter de cerveza y no en
detrimento de ella. Muchos grandes recetas de cerveza han sido
desacreditada debido a la falta de comprensión acerca de la relación entre el
estilo y las opciones de agua utilizadas para crear la receta. Afortunadamente,
ahora es cada vez más común que las recetas que incluyen
información sobre el agua.
Otro error común es pensar que el agua de una famosa región de
elaboración de la cerveza no se ajustó antes de su uso en la fábrica de cerveza.
Cerveceros han estado modificando (jugando) con su agua durante cientos de
años. consultores privados de agua han existido desde hace al menos 100 años y
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tratamiento de la elaboración de la cerveza de agua en la luz de la química
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estudiada y tratada de acuerdo a sus necesidades específicas. Durante más de 20
años hemos realizado el tratamiento del agua de escaldado nuestro estudio
especial, el suministro de la cerveza con los particulares Burton sales Wallerstein
necesarias para mejorar y corregir su agua de elaboración de la cerveza “.
Somos fabricantes de cerveza-experimentamos, nos ajustamos, nunca
dejamos de ser creativo.
Cómo Preparar serio buena cerve
z
a
Paso 1-Comprar un medidor de pH
No hemos pasado los dos primeros tercios del pH definir libro, que
describe los factores que afectan el pH, y discutir métodos para ajustar el
pH puré, sólo para tirar todo a un lado y decir: “No se preocupen por el pH
puré, éste será . lo suficientemente cerca”Ese es el tipo de cosa que diga
principiantes:“no se preocupe, todo el mundo se cae en un primer
momento; simplemente divertirse!”Usted no es un principiante. Si usted es
serio sobre la elaboración de la cerveza buena cerveza, entonces tiene
que ser serio sobre la medición de sus resultados y alcanzar sus objetivos.
Para poder visualizar una meta, planificar un curso de acción, y
consistentemente lograr el objetivo es la marca del experto.
Así que para ese fin, salir y comprar un buen medidor de pH. Las tiras de
prueba son para aficionados. Tomar en serio su cerveza.
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Históricos Waters, tratamientos y Estilos
El agua es uno de los factores que hacen que las cervezas de una región
único. Un gran ejemplo es la cerveza Pilsner estilo. El agua muy blanda de Plzen
influenciado todos los aspectos del estilo; malteado, maceración, los sabores de
malta resultantes, la selección de variedades de lúpulo y el horario de salto que
empareja mejor con esos sabores. Volver a crear un Pilsner con agua muy
diferentes es uno de los mayores desafíos que un fabricante de cerveza puede
llevar a cabo. Ahora, con la disponibilidad de sistemas de ósmosis inversa, es
mucho más fácil de construir el tipo adecuado de agua para un estilo particular.
Pero ¿cuál es el tipo correcto de agua? Históricamente, los fabricantes de cerveza
han recurrido a las composiciones de agua de algunas de las famosas ciudades
elaboración de la cerveza y trató de replicar esas aguas para preparar el mismo
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de agua para ayudar a los lectores a comprender la relación entre la
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comúnmente citados ejemplos, pero no podemos tomar estos números
Evangelio simplemente porque han sido publicados; tenemos que entender
la
circunstancias y el contexto bajo el cual las mediciones son típicamente se
reunieron.
Tabla 15-Agua Perfiles de la famosa Brewing Ciudades Ciudad / estilo de Ca
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2
mg +
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HCO
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319 12 19 54 175 6,8 6,9
Export Lager
Dortmund /
225 40 180 60 60 120 -36 17,2 7,1
Viena
Lager
Viena /200 60 1208 12 125 -80 15,3 4,9
Oktoberfest
Munich/
76
18 152
?
2 10 60 5,4 2,8
British Bitter
Londres/
52
32 104 86 34 32 29 9,0 3,3
Edimburgo /
Scottish Ale
125 25 225 55 65 140 80 10,7 8,4
Aparejo/
cerveza pálida
India
352 24 320 54 16 820
-
3 21,9 22,8
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Brewing Cerveza Lager
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a de miliequivalentes
Para una composición de agua sea válida, las sumas de cargas aniónicas y
catiónicas debe ser igual (o casi igual, para permitir pequeños errores). La
forma más fácil de evaluar esto es dividiendo todas las concentraciones de
iones por el peso equivalente apropiado para convertir cada concentración a
miliequivalentes por litro. Lo mejor es que la alcalinidad se representa como
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bicarbonato, que tendrá que calcular la alcalinidad total basado en el pH del
agua. Si el pH del agua es de aproximadamente 8 a 8,6, entonces el
bicarbonato es de aproximadamente 97% de la alcalinidad total y se puede
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agua, se puede asumir por el bien del argumento de que el pH del agua es,
probablemente, de 7,5 a 8,5, más
aguas potables son-y proceder usando el factor de conversión anteriormente,
pero la alcalinidad total pueden ser insuficientemente representadas. Esta es un
área donde los pequeños errores (<1 mEq)
puede manifestarse. Para más
información sobre
miliequivalentes
equilibrar
y
carbonato
especies
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Si la diferencia entre las sumas es mayor que 1 mEq, entonces la
causa de la discrepancia puede deberse a que el informe se compiló a
partir de diferentes lugares alrededor de la ciudad, o en momentos
diferentes durante todo el año, o por alguna otra razón.
P
o
r
e
j
e
mp
l
o
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l
D
o
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Pe
rfil
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n
Ta
b
l
a 15
convierte a las siguientes miliequivalentes por litro.
Dortmund (de la Tabla 15)
ca +
2
mg +
2
HCO
3-1
Na +
1
Cl
1
ASI QUE
4-2
Suma (+) suma (-)
mg / L 225 40
180
60 60 120
mEq / L 11.25 3.3
3.6
2,6 1,7 2,5
17.2
7.8
Resumiendo el catión mEq / L da 11,25 + 3,3 + 2,6 =
17.2
Resumiendo el anión mEq / L da 3,6 + 1,7 + 2,5 = 7,8
El equilibrio iónico es bastante lejos, y por lo tanto las
concentraciones de iones dados probablemente no son representativos
de la real de agua, aunque pueden estar cerca. El siguiente es otro perfil
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or
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mund
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p
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Dortmund (de la Tabla 16)
ca +
2
mg +
2
HCO
3-1
Na +
1
Cl
1
ASI QUE
4-2
Suma (+) suma (-)
mg / L 230 15
235
40 130 330
mEq / L 11,5 1,2 3,81,7 3,7 6,9
14.5
14.4
Aquí se puede ver que las sumas de los cationes y aniones son casi
iguales, y las mayores diferencias entre los dos perfiles son los niveles de
cloruro y de sulfato. El primer perfil no es necesariamente malo, pero es
desequilibrada y por lo tanto no es una descripción precisa de un agua de
origen natural. Un fabricante de cerveza tratando de replicar el agua tendría
un momento difícil conseguir las mismas concentraciones, pero la replicación
no es el objetivo real; el objetivo es una cerveza de buen sabor en ese estilo.
Además, tenga en cuenta que los fabricantes de cerveza en esa ciudad
pueden tener
modificado el agua también.
Los siguientes perfiles fueron cuidadosamente investigados por
Martin Brungard, un ingeniero civil y ambiental que se ha especializado
mucho en ingeniería de recursos hídricos. Estos perfiles deben ser más
representativa de la composición real de agua en cada ciudad (o al menos
en un lugar en cada ciudad). Comparando las dos tablas muestran algunas
diferencias.
Tabla 16-Ion Brungard Perfiles de elaboración de la cerve
z
a de las principales ciudades
1.
4-
Ciudad / estilo de Ca +
2
mg +
2
HCO
3-
Na +
1
cl-
ASI QUE
AR * Suma
Suma
1
1
2
(+)
(-)
Pilsner
Pilsen /
72dieciséis268
7 0,7 0,9
Stout seca
Dublín/
120
4
315
12 19 55 170 6,9 6,8
Export Lager
Dortmund /
230 15
235
40 130 330 20 14,5 14,4
Viena
Lager
Viena /
7515225
10 15 60 122 5,4 5,4
Munich/
7717295
4
8 18 177 5,4 5,4
Dunkel
Bitter
Londres /
70
6
166
15 38 40 82 4,6 4,6
Scottish Ale
Edimburgo /
100 20
285
55 50 140 150 99
cerveza pálida
India
Aparejo/
275 40
270
25 35 610 1 18,1 18,1
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redondea al número entero más cercano.
El dogma de la Virgen de Agua
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igualmente podría ser que son los promedios de varias fuentes alrededor de la
ciudad. Por ejemplo, tome Burton-UponTrent: es probable que haya oído que
Burton agua es el ideal del agua cerveza clara, y probablemente piensa que
desea replicar exactamente esta agua para preparar mejor el estilo. Sin
embargo, la excavación más profunda en la historia de la región muestra que el
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profundos
Cerca del río Trent, a una profundidad de aproximadamente 30 pies (9m). Sin
embargo, como la industria de elaboración de la cerveza y la población creció, los ríos
y pozos locales se convirtieron contaminada con desechos humanos. Como resultado,
los nuevos pozos fueron cavados más lejos del río y más profunda (100-200ft /
30-60m) para encontrar agua limpia. Los datos de Worthington para pozos de poca
profundidad y profundos muestra una diferencia de casi 3 veces más “Sulfato de Lime”
(yeso) y la mitad de la “carbonato de cal” (carbonato de calcio) en los pozos profundos
frente a la poca profundidad.
Muchos métodos de ajuste de agua modernas para cervezas se pueden
remontar a los cambios experimentados en Burton-upon-Trent. De hecho, el
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1885,
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muestra un cuadro comparativo de varias fuentes de agua alrededor de
Inglaterra, como por ejemplo, “Por encima de Marl Burton”, “Burton continuación
Marl”, “Valle del Támesis, pozo profundo”, y otros. (Marl es un depósito arcilloso
o limo-como que contiene una alta proporción de calcita o otros minerales de
calcio.) De interés son los parámetros utilizados para comparar estas fuentes:
“carbonatos de cal y magnesia precipitaron en ebullición”, “cal no
precipitaron en ebullición “,‘ácido sulfúrico,’y‘ácido nítrico’. Claramente, los fabricantes
de cerveza en la región Burton estaban tomando medidas para evaluar y ajustar cada
fuente de agua para satisfacer sus necesidades.
Por lo tanto, a ciegas copiar estos perfiles de las aguas por los
números
puede ser engañoso. Sin embargo,
la comprensión de la historia de la región puede ser un buen punto de partida cuando
se trata de planificar el perfil de las aguas de un estilo.
El papel de la calefacción en Descarbonatación
Calefacción y de ebullición pueden tener un gran efecto sobre la dureza y
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(el bicarbonato en el agua) se precipitará como carbonato de calcio debido
a que el aumento de la temperatura provoca un cambio en la presión
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solución, el pH se eleve, el bicarbonato para convertir en el carbonato, y
por lo tanto sobre-saturación de carbonato de calcio en solución.
Típicamente, el carbonato de calcio precipita hasta que el primero de
calcio o carbonato alcanza una concentración de 1 mEq / L. Por ejemplo,
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2
(+)
(-)
Múnich 77
17295
4
8 18 177 5.45.4
Las concentraciones de calcio y bicarbonato son altos, y la
alcalinidad residual es comparable a Dublín, Irlanda. ¿Cómo esta ciudad
se convierta reconocido para elaborar cerveza pálida Munich Helles, y
ámbar Oktoberfest? Una respuesta puede ser la disminución de la
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mecanismo puede disminuir en gran medida la alcalinidad por
precipitación de la dureza temporal y decantar el agua del sedimento. La
solubilidad típica de carbonato de calcio a presión atmosférica normal
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~ 0.0003-0.0005 atmósferas) es de aproximadamente 1 mEq / L o 20 ppm de
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temporal a aproximadamente esos niveles,
suponiendo ideales
condiciones. El calcio y el
bicarbonato de reaccionar sobre una base mEq 1-a-1, de modo que divide las
concentraciones por encima de los pesos equivalentes da 3,85 mEq / L de calcio
y 4,81 mEq / L de bicarbonato. Suponiendo 1 mEq / l de calcio (es decir, 20 ppm)
sigue siendo, que
significa que 2,85 mEq / L de calcio reaccionaría con 2,85 mEq / L
de bicarbonato, y que dejaría (4,81-2,85 =
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del agua de aproximadamente después de la ebullición sería:
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Ciudad de Ca +
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HCO
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Múnich 20
17120
4
8 18 74 2,62.6
Este es un gran cambio en la alcalinidad residual del agua, desde 177 a
74, y puede haber permitido a la elaboración de la cerveza de estilos de color
más claro.
El papel de la reinheitsgebot
El Reinheitsgebot, la ley de pureza alemana adoptada en
1516, hecho puré lograr el pH adecuado con maltas de luz aún más difícil. Sólo
el uso del agua, malta, lúpulo, levadura y se les permitió en la fabricación de
cerveza. no se permitió que la adición de sales de elaboración de la cerveza. no
se permitió que la adición de ácidos minerales. En su lugar, la acidificación de la
masa se lleva a cabo mediante el uso de Sauermalz (malta agria, es decir, malta
que se rocía con la hierba y lactobacillus-agriado
secado) y el desarrollo de procesos de maceración decocción (melanoidina). Un resto
ácido de largo en 86 a 126 ° F / 30-53 ° C también fue utilizado por muchas fábricas de
cerveza. La temperatura de resto ácido promueve la actividad de la enzima fitasa y
favorece el crecimiento de Lactobacillus.
El Reinheitsgebot y Biergesetz de 1993 adiciones prohíben agua,
pero que no impide la eliminación de elementos desde el agua, y
descarbonatación por calentamiento y cal apagada
tratamiento
son a la vez común en Alemania.
Descarbonatación por cal apagada fue patentado en 1841 por Thomas Clark, un
químico británico. Varias patentes similares se presentaron en los últimos años
como los intentos de mejorar este método, pero el proceso básico Clark ha pasado
la prueba del tiempo y todavía está en uso hoy en día. El ablandamiento con cal
tiene la ventaja de precipitar el hierro y la dureza de manganeso, así como la
dureza de carbonatos. Más información sobre el ablandamiento con cal se
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La conclusión es que los ingredientes específicos y métodos de
elaboración afectan el sabor de la cerveza. Hacer estas elecciones y encontrar
el equilibrio adecuado son parte del arte de la cafetera.
Efectos de iones de sabor
Suponiendo que tenemos un agua que alcanza nuestra pH objetivo, el siguiente punto
de la agenda es el efecto de sabor de los iones. En la cerveza, algunos iones tienen
sabores fuertes, como cloruro y sulfato; otros son bastante neutral, como el calcio; y
otros son normalmente lo suficientemente baja en la concentración que se mantienen
por debajo de umbral de sabor, como el bicarbonato. A veces, un fabricante de cerveza
sólo puede percibir la diferencia un ion crea por la forma en que afecta a los sabores
de los saltos o la malta.
Los iones que están más preocupados con son, por supuesto,
calcio, magnesio, bicarbonato (alcalinidad), sodio, cloruro y sulfato. Se
debe recordar que todos los iones se añaden en forma de una sal y no
se puede añadir cualquier ion sola sin añadir el catión o anión asociado.
Por ejemplo, cuando se añade cloruro de calcio estamos añadiendo
tanto de calcio como iones cloruro. Es difícil añadir más alcalinidad a un
agua blanda sin añadir dureza o de sodio significativo. A menudo es un
caso de dos pasos adelante, un paso atrás.
Calcio
El calcio es el amigo de todos los fabricantes de cerveza que elaboran cerveza con
agua alcalina. La reacción con fosfatos de malta es uno de los
mecanismos principales para la caída de puré pH. Es notable sin
sabor. Protege, se estabiliza, y promueve la actividad de la enzima en
el puré. Ayuda en la coagulación de la proteína, la formación de
turbio, precipitación de oxalato, metabolismo de la levadura, y la
floculación de levadura. Los niveles de calcio en el agua necesitan
ser lo suficientemente alta para llevar a niveles suficientes a través de
la ebullición y la fermentación. Se recomienda un rango de 50-200
ppm en el agua durante el puré. La regla de una antigua fábrica de
cerveza del pulgar al elaborar cerveza con agua blanda fue la de
añadir 2/3 de la adición de minerales a la masa y 1/3 a ebullición para
asegurar que el calcio suficiente estuvo presente en buena claridad,
aunque la cantidad real de la adición total para una buena claridad no
fue mencionado. El calcio (y carbonato) no se percibe que tienen
efectos de sabor,
Magnesio
El magnesio se añade usualmente en forma de sal de Epsom
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magnesio funciona media así como el calcio en la reducción de pH puré
debido a la mayor solubilidad de fosfatos de magnesio e hidróxido de
magnesio respecto a hidroxilapatita.
El magnesio es reconocido como un nutriente de levadura necesaria a
5 ppm, pero la hierba de cebada contiene típicamente mucho más que la
levadura requeriría (c. 100 ppm @ 12 ° P). Algunas fuentes indican que 40
ppm debe ser la máxima concentración, ya que se dice que tiene un sabor
amargo. los
Manual de Buenas Prácticas de EBC, vol. 13-La trituración y separación del
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iones de magnesio puede impartir un sabor agrio y amargo desagradable a la
cerveza”(Nota: 7.1 mval = 7,1 mEq / L = 86 ppm de magnesio.) Algunos
cerveceros creen que tener un nivel mínimo de Mg en la cerveza contribuye en
gran medida a el sabor. A lo mejor de nuestro conocimiento, no se han realizado
estudios para determinar este nivel, pero uno de los autores (C) Kaminski, jura
por la adición de pequeñas adiciones de sal de Epsom a las cervezas oscuras,
como portero, para lograr una
mínimo de 30 ppm Mg en el agua que entra en el puré.
Sulfato
Sulfato es un carácter definitorio del agua de Burtonupon-Trent. Mientras que el
suministro municipal Burton-upon-Trent se requiere por ley para no exceder los
niveles de sulfato de 250 ppm, algunos pozos pueden ser tan alta como 850 ppm.
Sulfato puede hacer que el carácter de lúpulo más firme, o la secadora, pero
muchos cerveceros encuentra en niveles muy altos que reduce la calidad de la
amargura y se puede degustar mineralidad. En cantidades relativamente
moderadas (200-400 ppm) se dice para aumentar el “tiempo de desconexión” de
la amargura, y acentuar el sabor y aroma a lúpulo. Sin embargo, muchos
fabricantes de cerveza lager checas y alemanas evitar sulfatos por completo,
porque se encuentran con que arruina el carácter a lúpulo noble suave de
cervezas estilo Pils y Helles. La forma más común para añadir sulfato es mediante
la adición de yeso.
Cloruro
El cloruro es una adición común para agua y cerveza. Proporciona un
redondo, más completa, más dulce calidad al carácter de la malta y la
cerveza. Puede ser agregado al agua como
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agentes antiapelmazantes) con el fin de redondear el carácter de la malta.
Chloride se dice que es corrosivo para el equipo fábrica de cerveza, incluyendo
acero inoxidable, a concentraciones mayores de 100 ppm. Las concentraciones
mayores de 300 ppm pueden tener efectos negativos en la clarificación de la cerveza,
el cuerpo y la estabilidad coloidal. Las concentraciones por encima de 400 ppm se dice
que tienen efectos adversos sobre el sabor de la cerveza. velocidad de fermentación se
ve afectada cuando la concentración supera 500 ppm. Estamos recomendando que la
concentración en el agua de maceración sea superior a 200 ppm.
Sodio
De sodio parece ser el hijastro bastardo de los iones de elaboración de la
cerveza, y en muchos aspectos, lo es. Es difícil añadir alcalinidad al agua sin
la adición de sodio, ya sea como bicarbonato de sodio, o como hidróxido de
sodio. Es un subproducto común de intercambio de iones para ablandar el
agua, y es mayor parte no afectados por otros tratamientos de agua, sino que
también es difícil de eliminar de la fuente de agua. Existen
versiones de potasio de las mismas sales, pero mosto de cebada contiene
concentraciones altas ya (c. 400 ppm @ 10 ° P). A bajas concentraciones,
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cloruros (sin nivel dado), sodio da un sabor salado a concentraciones
mayores
de 150 ppm. A
inferior
concentraciones (<150 ppm) que actúa para mejorar la sensación en la boca y plenitud
en cervezas pálido. Los EBC otros estados manuales que ale cervezas son menos
afectados por el cloruro de sodio que cervezas lager. Estamos recomendando que la
concentración en el agua de maceración sea superior a 100 ppm.
Sulfato-a-ion cloruro
La relación de sulfato a cloruro se dice que influyen en gran medida el
lúpulo-a-malta o sequedad a plenitud equilibrio de la cerveza. También se
ha sugerido que la relación es más importante para el equilibrio de las
cantidades reales. Sin embargo, el sentido común nos dice que una
cerveza con una proporción de 5: 1 que consiste en 5 ppm de sulfato y 1
ppm de cloruro sería indistinguible de la misma cerveza con un 5
relación ppm ppm a 5. Claramente, un nivel mínimo de sulfato y concentración
de cloruro debe estar presente en la cerveza para que tenga un efecto notable,
en algún lugar en el rango de 50-150 ppm. Por supuesto, el primer pensamiento
que tiene el diseño de una nueva receta de cerveza clara es que desea un
carácter a lúpulo crujiente con un buen acabado a malta redonda, y que tendría
la tentación de maximizar ambos (por ejemplo, 400 ppm). Sin embargo, los altos
niveles de ambos pueden degustar mineralidad y áspera. La experiencia del
autor (C. Kaminski) con cerveza clara, el trigo, el IPA, y otros productos de la
base en su cervecería en los últimos diez años ha demostrado que el efecto es
real, si se aplican dentro de las siguientes pautas:
La relación de sulfato a cloruro es un medio útil para aprovechar el
equilibrio de sabor de una cerveza. El intervalo útil de la relación es de 9
a 0,5, predominantemente para cervezas. lagers Pale y ligeras que
dependen de aroma a lúpulo noble fina son más sensibles a los niveles
de sulfato y niveles inferiores de sulfato de (<100 ppm) se recomienda
generalmente.
La relación de sulfato a cloruro no es magia-una proporción de 30:30
ppm no es igual a 300: 300 ppm, a pesar de
referencias publicadas que sugieren que.
Basándonos en nuestra experiencia, un nivel mínimo de cloruro de afectar el
sabor de la cerveza es aproximadamente 50 ppm, y el máximo
probablemente debería ser de 200 ppm. Basándonos en nuestra experiencia,
un nivel mínimo de sulfato de afectar el sabor de la cerveza es
probablemente alrededor de 50 ppm, y el máximo probablemente debería ser
de 500 ppm. Cabe señalar que, aunque unas cervezas se han hecho con
niveles de sulfato inferior o igual a 800 ppm, muchas personas pueden ser
sensibles a altos niveles de sulfato y puede causar malestar gastrointestinal.
Lo bueno de experimentar con la relación sulfateto-cloruro en una
cerveza es que se puede hacer en el vaso. Un experimento fácil es
tomar varios vasos de cerveza y las dosis con diferentes cantidades de
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2
y
CaSO
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dos
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gu
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b
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a. CaSO
4
e
s
d
if
í
c
il
d
e
disolver por lo agitar a fondo; la mayor parte del tiempo se disuelva.
Utilice una paja o cuentagotas para añadir unos cuantos mililitros de una
u otra solución y sabor
la cerveza. Usted aprenderá la diferencia de la relación puede hacer de primera mano.
La construcción de elaboración de la cerve
z
a de agua desde cero
Cerveceros han ido añadiendo sales minerales para elaborar cerveza agua durante
cientos de años, y si bien los nombres de las sales y las unidades pueden haber
cambiado, la intención no ha: aumentar el calcio y controlar la alcalinidad para mejorar
la cerveza. Cerveceros de hoy en día tienen un lujo que los cerveceros históricos no lo
hicieron: fácil acceso a desionizada o agua de ósmosis inversa que permite al
fabricante de cerveza a construir un perfil mineral deseado a partir de cero.
Generalmente hablando,
estos tratamientos de agua
eliminar casi todos los minerales del agua. Sin embargo, si esta
agua se deja expuesto al aire, dióxido de carbono se disolverá en
del aire y el pH del agua se reducirá gradualmente hacia 5, tal como
lo hace con agua de lluvia.
La adición de sales de calcio y sulfato de magnesio para agua de
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nfus
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Ta
b
l
a 17 ,
Y ambos actúan para bajar el pH puré. El sulfato de calcio puede ser difícil de
disolver en agua sin embargo, tener un nivel de saturación de aproximadamente
1/9 a 2/1
gramos por litro a través de las temperaturas de elaboración de la cerveza. La
so
l
ub
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a
d
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p
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oduc
e a 40
o
C / 104 ° F.
El cloruro de calcio es otra opción popular para afectar pH puré y
sabor, pero hay dos problemas cuando adiciones de cálculo: 1) cloruro de
calcio tiende a absorber agua y el polvo deben permanecer perfectamente
cerrados para evitar que se formen en un cristal sólido, y 2 ) fuentes
comerciales varían en pureza. La forma dihidrato es más común y se
pueden adquirir en las casas de suministros científicos en un precio superior.
Una fuente comercial para la industria alimentaria o de tratamiento de agua
es más probable que suministrar un producto
ese
e
s
75-80% CaC
l
2
• 2H
2
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tr
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compon
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2,
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Cl
2,
NaCl
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ndus
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alimentaria, que es, obviamente, de calidad alimentaria, pero las impurezas puede
deshacerse de sus cálculos.
El número de moléculas de agua asociadas con el polvo de
cloruro de calcio es típicamente dos, pero tenderá a adsorber más si se
expone a la humedad. De hecho, el cloruro de calcio es
delicuescente-absorberá tanta agua que eventualmente formar una
solución. El punto es que el peso de esta agua necesita ser tenido en
cuenta cuando
cálculo de las contribuciones de iones de cloruro de calcio y otras adiciones sal
hidratada. Las contribuciones de iones de sales de elaboración de la cerveza
comun
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b
la 17 .
Las sales de carbonato también pueden ser problemáticas, pero por
razones diferentes. En primer lugar, carbonato de calcio (tiza) es
prácticamente insoluble en agua; la solubilidad que es sólo alrededor de 0,05
gramos por litro a temperatura y presión estándar. La solubilidad se puede
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agua, pero la disolución en los resultados de puré en la precipitación casi
inmediata de apatito de hidroxilo, lo que reduce en gran medida la alcalinidad
contribuido. Los experimentos han demostrado que es en gran medida
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el uso de bicarbonato, en el agua o el puré, es que el bicarbonato se disocia /
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Ca
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una redistribución de las especies de carbonato, y una redistribución de la
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Ca
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6 .
Cálculo de la cantidad precisa de alcalinidad contribuido por adiciones de
bicarbonato depende del pH del agua, pH objetivo y otros carbonatos que ya
están en solución.
Tabla 17-Ion Aportes por la sal Adiciones
Las contribuciones se enumeran de forma equivalente como mg / L (ppm), mEq / L, o ppm como
CaCO
3,
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gún
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.
mw
=
p
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qw
=
p
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p
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n
t
e Ce
qw
=
cationes, Aeqw = anión de peso equivalente en moles.
Brewing sal
(fórmula)
Concentración a 1
gramo de sal por
litro
Concentración a 1
gramo de sal por
galón
comentarios
El carbonato
de calcio
CaCO
3
mw = 100
(eqw = 50)
400
ppm
d
e Ca +
2,
600
pp
m CO
32
20 mEq / litro
alcalinidad
106
ppm
d
e Ca +
2,
158
pp
m CO
32
5.3 mEq /
alcalinidad gal
No consumo. V. 6
para la explicación.
Sodio
bicarbonato de
NaHCO
3
mw = 84
Ceqw = 23
Aeqw = 61
273,7 ppm Na
+
1
710,5
ppm
HCO
3-
@
99%
11,8 mEq / litro
alcalinidad @ 99%
72,3
pp
m Na +
1
188
ppm
HCO
3-
@
99%
3,04 mEq / gal
alcalinidad @ 99%
Se disuelve fácilmente
y eficaz a elevar la
alcalinidad. alcalinidad
Z depende del pH. V. 6
para la explicación.
Hidróxido de
calcio Ca
(OH) 2
541
ppm
d
e Ca +
2,
459 ppm OH27
mEq / litro
143
ppm
d
e Ca +
2,
121 ppm OH-
7.1 mEq / litro
Se disuelve fácilmente en
agua. Aumenta la
alcalinidad, pero véase
mw = 74,1
Ceqw = 20
Aeqw = 17
alcalinidad ΔRA
= 19,3 mEq / litro
alcalinidad
ΔRA = 5,1
mEq / litro
Ch. 6 para la
explicación. Decapado
Lime parece ser pureza
aceptable.
NaOH
Hidróxido de
sodio
mw = 40
Ceqw = 23
Aeqw = 17
575
pp
m Na +
1
425 ppm OH25 mEq
/ L de alcalinidad
152
pp
m Na +
1
112,3 ppm OH-
6,6 mEq / L de
alcalinidad
Se disuelve fácilmente.
Aumenta la alcalinidad.
¡Precaución! ¡Material
Peligroso! Consulte la hoja
antes de su uso.
Hidróxido de
potasio KOH
mw = 56,1 Ceqw
= 39,1 Aeqw =
17
697
pp
m K +
1
303 ppm OH-
17,8 mEq / L de
alcalinidad
184
pp
m K +
1
80 ppm OH-
4.7 mEq / L de
alcalinidad
Se disuelve fácilmente.
Aumenta la alcalinidad.
¡Precaución! ¡Material
Peligroso! Consulte la hoja
antes de su uso.
Sulfato de calcio
= 172,2 Ceqw =
20 Aeqw = 48
232,8 ppm de Ca
SO
4-
61,5
ppm
d
e Ca +
2
557.7 ppm
SO
4-
Saturación a temperatura
+
CaSO
4
• 2H
2
O PM
2
147.4 ppm
ambiente es de
aproximadamente 2 gramos
por litro. Agitar
vigorosamente. Reduce el pH
puré.
Ma
gn
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o
98,6
pp
m M
g
+
2
26,0
pp
m M
g
+
2
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Ceqw = 12,1
Aeqw = 48
7H
2
O PM = 246,5
SO
4-
SO
4-
Su
l
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o MgSO
4
•
389,6 ppm102,9 ppm
temperatura ambiente es de
aproximadamente 255
gramos por litro. Reduce el
pH puré.
Ceqw = 20 Aeqw
= 35,4
O PM = 147,0
482,3 ppm Cl-
El cloruro de
272,6 ppm de Ca
72,0
ppm
d
e Ca +
2
Se disuelve fácilmente.
c
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c
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o
CaC
l
2
• 2H
2
+
2
127,4 ppm Cl-
Reduce el pH puré. la sal de
calidad alimentaria puede no
ser de alta pureza.
203,3 Ceqw =
12,1 Aeqw =
35,4
6H
2
O PM =
348,7 ppm Cl-
Cloruro de
119,5 ppm Mg
31,6
pp
m M
g
+
2
Se disuelve fácilmente.
ma
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M
g
C
l
2
•
+
2
92,1 ppm Cl-
Reduce el pH puré. la sal de
calidad alimentaria puede no
ser de alta pureza.
De cloruro
de sodio
NaCl
mw = 58,4
Ceqw = 23
Aeqw = 35,4
393,4 ppm Na
+
1
606,6 ppm Cl-
103,9 ppm Na
+
1
160,3 ppm Cl-
Se disuelve fácilmente.
Evitar la sal y agentes
antiaglomerantes yodados.
La elección de un agua para el Estilo
Hay reglas,
que están destinadospara hacer cumplir la
directrices, que se derivan de los principios, que son suficientes hasta que
realmente entiende lo que está pasando.
-
J. Palmer
Por ahora, usted está diciendo que lo que desea es que el agua sea
húmeda y olvidarse de todas las reglas y directrices. No tenga miedo, es posible
elegir un perfil de las aguas para su receta sin tener que obtener un título en
química. Los perfiles de aguas que se sugieren para la mayoría de los estilos de
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y los cálculos de los autores. Estas sugerencias son las opiniones de los
autores; no son Evangelio. Tomarlos con un grano de sal. Cerveceros deben
mirar a estos perfiles como un punto de entrada para la experimentación con
el estilo.
Las mesas están organizadas por cerveza y cerveza, y por la fuerza
y el color general. Las tablas dan rangos para el calcio, la alcalinidad total,
sulfato, cloruro, y la alcalinidad residual de Kolbach sugirieron. Estos
rangos son estadio
-
que no están destinados a ser incluyente de todas las permutaciones de los
componentes. Por ejemplo, una combinación particular
de calcio y la alcalinidad de sus respectivos rangos puede no producir un valor de
alcalinidad residual que está dentro de la gama RA enumerado. Eso está bien, ya sea
encontrar una combinación que se encuentre dentro del rango recomendado RA, o
considerarlo una oportunidad para que usted pueda mostrar el arte de su cerveza y
hacer una cerveza fantástica, sin tener en cuenta.
Usted puede haber notado que recomiendan concentraciones de sodio
y magnesio no se abordan en las tablas. La razón principal era conservar
espacio en la mesa. La segunda razón es los niveles de sodio y de magnesio
nunca han históricamente han asociado con estilos particulares. El sodio
afecta el sabor, pero la cantidad necesaria para afectar el sabor parece
depender de la persona, lo mismo que con la sal de mesa y la comida. Las
bajas concentraciones se dice para mejorar el sabor de la cerveza, y hacer
que el sabor de la cerveza más dulce. Las altas concentraciones se dice que
causar un amargor dura o un sabor metálico. en general, estamos
recomendando no superior a 100 ppm. De hecho, una encuesta reciente de
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cervezas, sólo uno superado el intervalo general de 10-75 ppm, con un valor
periférico de 127 ppm. El valor medio
era 35 ppm.
No existen recomendaciones particulares para las concentraciones de
agua de magnesio en la literatura elaboración de la cerveza tampoco. Sin
embargo, la misma encuesta por Bamforth determinó que las concentraciones
de magnesio en cervezas comerciales probados varió de 30 a 118, con el valor
medio de 74 ppm. No hay duda en la mente de los autores de que la gran
mayoría de este vino de la malta. En general, hay una pequeña cantidad en la
mayoría de los suministros de agua, por lo que supone una concentración
nominal de 15 ppm de magnesio para todos los perfiles y se utiliza de que la
concentración en todos los cálculos con AR. La única excepción a esta
recomendación general sería que los porteros y cerveza negra, y estilos lager
oscuras quizá similares, en una concentración cerca de 30 ppm se recomienda
por los autores para un mejor sabor de la cerveza basada en la experiencia.
Tómelo con un grano de sal.
Algunas notas sobre la definición de las categorías y rangos
Fuerza:
Luz = OG 30-45; Medio = OG 45-65; Strong =
OG 65+
Color:
Pale = 0-9 SRM; Ámbar = 9-18 SRM; Brown =
18-35 SRM; Negro = 35+
Amargura Soft = 10-20 IBUs; Moderado = 20-35 IBUs;
= Asertivo 36-100
Total
alcalinidad
CaCO
3
:
Bajo = 0-40 ppm; Moderada = 40-120 ppm; Alta =
120-200
La alcalinidad
residual:
(Kolbach)
Como se indica.
Acidificar:
Sí = adiciones de ácido son generalmente necesarios para golpear el pH puré
diana y / o la acidificación del agua de rociado se recomienda para prevenir
extracción de taninos excesiva. Tal vez = adiciones de ácido generalmente no
se necesitan para pH puré, pero la acidificación de rociado pueden ser útiles,
dependiendo de factura receta grano y la alcalinidad del agua de rociado.
No
=
generalmente
no
se
necesitan
adiciones
de
ácido
a
la
masa
y
de
burbujeo.
la
acidificación
del
agua
de
rociado
es
siempre
una
opción
a
discreción
del
fabricante
de
cerveza.
Nota: Si usted está construyendo su agua de un RO
fuente, y no la adición de alcalinidad a él, entonces es
generalmente no necesitan acidificación para burbujeo. Estas
descripcionesson
-Ningún generalcerveza
sistema de clasificación es perfecto. amargura asertivo en un estilo de la
cerveza puede ser moderado amargor en otro. Cuando un estilo particular es
un valor atípico dentro de su grupo, como dortmunder en el grupo medio lager
/ pálido, que se encuentra entre corchetes por paréntesis, como es el
parámetro periférico. Bohemia Pils se colocó en el lager luz / categoría pálido a
pesar de sus lugares OG en la categoría medio, pero siempre ha estado en
una clase por sí mismo. El mismo problema con American Ale pálida, pálida
adicional, y el IPA-que finalmente se coloca en su propia categoría. El
Hoppiness extrema de los estilos realmente los diferenciaba de las otras
cervezas de la gravedad y de color similar.
Perfiles de agua de mesa 18a-sugerido para Estilos Lager
(T
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ppm
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ppm
como
CaCO
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Tipo
Color
La amargura Ca Alcalinidad Sulfato
(asertivo)
pálido lager luz
suave50
0-40
0-50
medio
lager
pálido
moderada,
asertivo
(75-
150) 0-40 (40-80)
50-75
50-150
medio
lager
ámbar
suave, moderada 50-75 40-120 0-100
medio
lagermarrón / negro suave, moderada 50-75 80-120 0-50
fuerte
lager
ámbarsuave, moderada 50-75 40-80
0-100
fuerte100
lager
marrón / negro suave, moderada 50-
80-150 0-100
Los perfiles de aguas Tabla 18b-sugerida para las formas de Lager
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ppm
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ppm
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CaCO
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REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES
Tipo cloruro de Kolbach
Se acidifica Estilos
ligera
lager
50-100
-
60-0
Sí
Lite estadounidense Lager,
American Standard Lager, Munich
Helles, (Bohemia Pils)
medio
lager
50-100
(-30-30)
-
60-0
Sí
Americana premium Lager, Pils
alemana, americana clásica Pils
(dortmunder)
medio
lager50-150 0-60
Tal Viena, Oktoberfest
medio
lager50-150 40-80 n
Americana oscuro, Munich
Dunkel, Schwarzbier
fuerte
lager50-150 0-60
Tal vez Helles / Maibock, Tradicional
Bock, Doppelbock
fuerte 50-100 60-120 No seBock tradicional,
lager
Doppelbock, Eisbock, Baltic Porter
La organización de estilos de cerveza por el color es difícil. Un buen
sistema probablemente se rompería el color hacia abajo en incrementos de 2-3
SRM, y tal vez ocho grupos diferentes. Se optó por utilizar cuatro, y las ha
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g
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sobre la relación entre el color y la acidez de malta malta. cervezas pálidos son
esencialmente basar maltonly o puede contener bajos porcentajes de granos de
especialidad ligeramente Secada. Los estudios de malta de acidez por Bies y
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2-10 Lovibond, pero eran generalmente dentro del intervalo de 5-15 meq / kg
con respecto a un punto final de la titulación 5,7 pH. Amber cervezas de color (~
9-18 SRM) suelen tener un alto porcentaje de maltas caramelo o secada al
horno, a pesar de que rara vez supera el 15%. El grueso de las maltas
especiales en cervezas ámbar son moderadamente secada al horno, como
Munich, galleta, C40, C60, y C80, y tienen una acidez en el intervalo de 10-50
mEq / kg cuando se valora hasta un punto final 5,7 pH. Las maltas caramelo
superiores, tales como C90, C120 y B realidad Especial
tener algunos de la más alta acidez registrada: 40-80 mEq / re kg. 5.7 punto final
pH, pero estas maltas se usan normalmente sólo en pequeños porcentajes
(<5%) en ámbar oscuro, marrón, o cervezas rubí-negro. maltas tostadas
generalmente ver mayor uso en una receta que las maltas caramelo oscuro,
pero la proporción rara vez supera el 10%. La acidez de maltas tostadas parece
ser más constante con respecto al aumento de color, a aproximadamente 40-60
mEq / re kg. 5.7 punto final de pH. Un análisis más extenso de malta titulación
por
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almacenamiento en búfer contribuido de maltas varía considerablemente en
función del pH de la solución (a la que se añade puré).
Sin embargo, el trabajo de Delange confirma las magnitudes y las tendencias
de acidez para los diferentes tipos de malta (base, altamente secada al horno, y
tostados) generales.
El resultado de estos diversos rangos de acidez, porcentajes de la receta, y
colores de cerveza es que las cervezas pálidas constituyen una categoría general de
relativamente estilos de baja acidez, cervezas ámbar son una categoría de mediano
acidez, y cobre, cervezas marrón y negro generalmente conforman la categoría más
alta acidez. Análisis de cuentas de granos típicos en profundo ámbar,
estilos marrón negro y sugiere que muchas de estas cervezas tienen una acidez
compuesto similar. Hay excepciones a la generalización, por supuesto; su
receta puede variar. El punto principal es que las tablas que dan el punto de
partida lógico para el diseño de un agua para su receta de la cerveza. En la
siguiente sección vamos a utilizar las tablas y trabajar a través de algunos
ejemplos.
Los perfiles de aguas de mesa 19a-sugerida para las formas de Ale
Todos los valores son en ppm (es decir, mg / L), excepto alcalinidad y RA, que son ppm como
CaCO
3.
Tipo
Color
AmarguraCa Alcalinidad Sulfato
pálida ale luzmoderar50100
0-80
100200
ámbar cerveza rubia
suave, moderada 50-40-120 100-
150200
negro
ale marrón claro /moderar50-75 80-150 50-150
100
ale medio
pálido
suave, moderada 50-
0-80
0-50
ale medio
pálido
moderada,
asertivo
50150 40-120 100-
400
ale medio
ámbar
moderada,
asertivo
50150 40-120 100-
300
ale medio
marrón /
negro
asertivo
moderada,50-75 80-160 50-150
fuerte pálido ale
moderar50100
0-40
50-100
asertivo
fuerte de color ámbar ale
moderada,50100 40-120 50-100
negro
ale fuerte marrón /moderateassertive50-75 50-150 120-200
Tabla 19b-sugeridos perfil de las aguas de Estilos Ale
Todos los valores son en ppm (es decir, mg / L), excepto alcalinidad y RA, que son ppm como
CaCO
3.
REAL ACADEMIA DE BELLAS ARTES
Tipo cloruro de Kolbach
Se acidifica Estilos
ale luz 50-100
-
60-0
Sí
Blonde Ale, American trigo,
Standard amargo, amargo Mejor
ale luz 50-100 0-60Tal Inglés leve, Escocia
60/70/80, Standard amargo, amargo
Mejor
ale luz 50-100 30-90 Tal Inglés Brown, Brown
Porter, Stout seca
ale medio
0-100
-
30-0
Sí Weizen, Witbier, crema
Ale, ale Rubio, Kölsch
ale medio
0-100
-
30-30 Tal estadounidense Pale Ale,
Americana XPA, Saison,
Americana IPA, Doble IPA
ale medio 50-100 0-60
No
Altbier, California Común, ESB,
irlandés rojo, ámbar americana,
Inglés IPA, Roggenbier, pálido
belga Saison
ale medio 50-150 60-120 n
Americana Brown, Inglés Brown,
Brown Porter, Robust Porter, Stout
seco, dulce Stout, harina de avena
Stout, Exteriores Extra Stout,
American Stout, dunkelweizen
fuerte
cerveza
50-100
-
30-0
Tal vez Belga Rubia, de oro
Fuerte, Tripel
fuerte
cerveza
50-150 0-60
No
Strong Scotch Ale, Bière de Garde,
Dubbel, Old Ale, Barleywine
fuerte
cerveza
50-150 120-200 n
Baltic Porter, Exteriores Extra
Stout, American Stout, Rusia
Imperial Stout, Weizenbock, belga
oscuro fuerte, Old Ale
Ajuste de agua para satisfacer el estilo
En la siguiente sección vamos a ver tres estilos de cerveza
(American Pale Ale, Pilsner y Extra Stout extranjera) y discutir las opciones para
ajustar los ejemplos de fuentes de agua para adaptarse mejor a cada estilo
b
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y
19 . Ca
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opc
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y
vamos a discutir los pros y los contras de estas opciones con la esperanza de que a
obtener una mejor comprensión de cómo ajustar su agua de escaldado. Evaluar las
opciones y tomar estas decisiones es parte del arte de la cafetera.
Antes de empezar, sin embargo, tener en cuenta algunas reglas de oro:
1. El objetivo es de buen sabor de la cerveza.
2. Menos es más, no sobre-mineralizar su cerveza.
3. No hay que esperar para crear la combinación perfecta de la receta y el agua por
primera vez. Por lo general, se llevará a 3-5 lotes de marcar en cualquier
receta.
4. El puré intervalo de pH objetivo es 05/02 a 05/06, medida a temperatura
ambiente. Siempre que ajuste su agua de elaboración de la cerveza, se debe
comprobar que el puré / mosto todavía se encuentra con el rango objetivo
mediante el uso de un medidor de pH calibrado en una muestra enfriada.
5. runnings finales normalmente necesitan estar por debajo de 5,8 pH y
por encima de 1.008 gravedad para evitar la extracción de malos sabores. Se
debe comprobar sus runnings pH final al final de clarificación mediante el uso
de un medidor de pH calibrado en una muestra enfriada.
Puede haber otras directrices, así, por ejemplo:
La discreción es la mejor parte del sabor.
No trate de hacer un ajuste clavija cuadrada en un agujero redondo. Mida
dos veces; añadir una vez.
No tenga miedo de mojarse los pies, pero no ir por la borda.
El cálculo de alcalinidad residual
La ecuación para la alcalinidad residual de Kolbach se define como
miliequivalentes de alcalinidad siendo neutralizados como una función
de miliequivalentes de calcio y de magnesio a través de los protones
liberados por las reacciones de precipitación de fosfato. La alcalinidad
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CaCO
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miliequivalentes de alcalinidad multiplicado por el peso equivalente de
carbonato de calcio (50).
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Desafortunadamente, esta cantidad no es muy útil debido a que los
efectos del calcio y el magnesio en la alcalinidad residual no son de
magnesio igual- está medio tan eficaz como calcio. Las concentraciones
deben ser enumerados por separado en el informe sobre el agua como
simplemente ppm (la concentración del ion en sí). Para utilizar estas
concentraciones en la ecuación clásica: RA = Alcalinidad - ((Ca / 3,5) +
(M
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/ 7)),
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CaCO
3
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que coincida con la unidad de alcalinidad, o todos
la especie debe ser
convertido a miliequivalentes. La base de estos cálculos se cubre
en los Apéndices.
Para hacer la vida más fácil, la siguiente ecuación se ha convertido en
el uso de las concentraciones de calcio y magnesio en ppm, y la
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ppm
como
CaCO
3,
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:
RA = alcalinidad total - [Ca] /1.4 - [Mg] /1.7
Elaboración de la cerve
z
a un estadounidense Pale Ale
La primera cerveza vamos a tratar de elaborar cerveza es una American Pale Ale.
Esto parecería ser un estilo fácil e indulgente para hacer, pero se puede ganar o
perder dependiendo del agua. Suponga que el proyecto de ley de grano no contiene
maltas más de 15% del total de la especialidad, tales como Munich, galleta, y
caramelo luz (C40), con un color de la cerveza estimado de 7 SRM. La OG es
1.052 o 13 ° P.
El primer paso es obtener un informe sobre el agua. El informe para este
ejemplo se muestra a continuación.
Informe de agua:
pH: 7.8 70 Ca 15
Mg
125 a
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n
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a
d
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o
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l
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m
o
CaCO
3
35 Na 55
C
L
110 SO
4-2
66 RA (calculado)
A primera vista, esta agua parece ser asis aceptable, no hay
cambios necesarios. Más que el mínimo de calcio,
un buen nivel de magnesio y la relación de sulfato a cloruro es de 2: 1. La
alcalinidad es un poco más alta que la media, pero no por mucho.
Mirando el perfil sugerido para una resistencia media cerveza clara
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Ta
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a 15 m
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:
50-150 Ca (de verificación)
40-120 alcalinidad total (lo suficientemente cerca?)
100-400 Sulfato (cheque) 50-100 Cloruro (cheque)
-
30-30 RA (alto)
Se acidifica-Tal vez (adición de ácido no son generalmente necesarios para
pH puré, pero la acidificación de rociado pueden ser útiles, dependiendo de factura
receta grano y la alcalinidad del agua de rociado.)
Se podría elaborar cerveza esta cerveza como está, y muchos
cerveceros, pero la alcalinidad y RA de esta agua probablemente evitará
que el pH puré de dar en el blanco (ex.
5.4). Si el pH es alto puré, el pH del mosto será alta, y una amargura más
grueso será creado durante la ebullición. A mayor pH puré puede causar un
poco más alto pH cerveza como
así, no es un valor anormal, pero una diferencia suficiente como para hacer que la
cerveza parece un poco mediocre en lugar de grande. Conseguir el pH puré en el
blanco generalmente significa que el mosto y cerveza pH estará en el blanco. Por
lo tanto, la pregunta se convierte en una cuestión de cómo reducir la alcalinidad.
Tenemos algunas opciones:
1. Añadir más dureza,
2. Diluir la alcalinidad y dureza añadir de nuevo, o
3. Se acidifica el agua.
Opción Dure
z
a 1-Adición de:
La adición de más dureza es la opción más fácil. La relación sulfateto-cloruro podría
ser mayor para una cerveza pálida, tan alto como 3: 1, y la concentración de sulfato
de corriente está en el extremo inferior del rango sugerido. Vamos a utilizar sulfato
de calcio para que aparezca el contenido de calcio de 100 ppm de Ca y ver a dónde
nos lleva.
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pp
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y
147
ppm de sulfato, por lo que tendrá más o menos un medio gramo
por galón para compensar la diferencia (30 ppm).
30 ppm / 61,5 ppm por gramo = 0,49 gramos (por
galón).
(Vamos a usar 0,5 gramos).
0,5 gramos por galón contribuye 0,5 x 61,5 ppm Ca / gramo =
31 ppm Ca
31 + 70 = 101 ppm Ca total
¿Cómo afecta esto a la alcalinidad residual? RA = 125 - (101 / 1,4) -
(15 / 1,7) = 44
pp
m
co
m
o
CaCO
3
Esto es mejor, pero todavía fuera de la pauta. El color de la cerveza es
sólo el 7 SRM; se trata de una cerveza muy pálido. Probablemente
tenemos que llevar la RA abajo cerca de la mitad de la guía para golpear
el pH puré de destino (5.4ish) y obtener la mejor expresión sabor.
2. 2. Vamos a utilizar el máximo de calcio en las directrices (150 ppm) y ver
lo que la RA es entonces.
RA = 125 - (150 / 1,4) - (15 / 1,7) = 9
pp
m
co
m
o
CaCO
3
Este valor es mucho mejor.
peso necesario de calcio para 150 ppm = (150 ppm - 70 ppm)
/61.5 ppm por gramo = 1,3 gramos (por galón)
1,3 gramos por galón de sulfato de calcio se añaden 191 ppm de sulfato,
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pp
m SO
4-2.
Este valor está dentro de la guía para una cerveza pálida de lúpulo.
Este perfil agua cumple con la directriz para el estilo mejor, y que valdría
la pena que produce la cerveza con este nivel de calcio para ver cómo resulta.
Es muy importante medir el pH puré y el pH de la cerveza como parte de este
ensayo. Puré y el pH de la cerveza son difíciles de predecir debido a la
variabilidad de malta baja DI pH y la variabilidad de la especialidad de la acidez
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podría ser un poco aburrida cata, o puede probar mineralidad. Es necesario para
preparar y decidir.
Opción 2-dilución y adición de Dure
z
a
Esta opción consistiría de diluir la fuente de agua 1: 1 con agua destilada o
RO y la adición de sales de calcio para llevar la dureza de vuelta dentro de
las directrices.
1. La metodología sería muy similar a la opción 1, el uso de este perfil de
las aguas diluida:
agua diluido (50% de agua RO): 35 Ca 8
Mg
63 a
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CaCO
3
18 Na 28
C
L
55 SO
4-2
33 RA (calculado)
2. Adición de 1 gramo de sulfato de calcio por galón (61,5 ppm
Ca, 147,4
pp
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agua ajustado: 97
Ca
8 Mg
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CaCO
3
18 Na 28
C
L
202 SO
4-2
(-) 11 RA (calculado)
Una vez más, valdría la pena que produce la cerveza con esta agua para
ver cómo sabe y compararla con la primera opción. En la remota posibilidad de
que el pH puré para esta opción podría llegar a ser demasiado baja en una
décima o dos, dada la baja RA, la tasa de dilución puede ser reducida o un poco
de bicarbonato de sodio podría ser utilizado para elevar la alcalinidad. Un puré de
prueba sería determinar si este es el caso.
Opción 3-acidificación
La tercera opción es técnicamente más difícil, pero la acidificación es a
menudo la primera opción de muchos cerveceros si tienen un medidor
de pH fiable en la cuba de puré. El problema con la fuente de agua es
que la alcalinidad y la alcalinidad residual son un poco alta, lo que
tenderá a aumentar el pH del puré, y burbujeo, y puede conducir a
más apagado, más grueso, más cerveza de sabor amargo.
agua de inicio: 70
Ca 15 Mg
125 a
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CaCO
3
35 Na 55
C
L
110 SO
4-2
pH Agua = 7,8 (de informe) 66 RA
(calculado)
1.
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alcalinidad)
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porcentaje alcalinidad debido a la acidificación sobre la base de
pH inicial de agua y el pH acidificado. En este ejemplo, estamos
iniciando en el pH del agua de 7,8 y acidificando (por ejemplo) a
pH 5,75 con ácido sulfúrico. El valor en el eje Y para el ácido
sulfúrico,
curva de 5,75 pH a 7,8 pH (eje X) corresponde aproximadamente 20 ppm
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CaCO
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CaCO
3.
Las curvas se pueden interpolar de manera similar para otros valores
de alcalinidad. La cantidad de ácido que se requería? Los cálculos se
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2. Suponiendo por el momento que nada ha cambiado, podemos volver
a calcular la RA del agua después de la acidificación a pH 5,75:
agua ajustado: 70
Ca 15 Mg
25 a
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CaCO
3
35 Na
55 Cl-
110 SO
4-2
El pH del agua = 5,75 (acidificado)
RA = 25 - (70 / 1,4) - (15 / 1,7) = (-) 34
Esto es menos de la pauta, pero este escenario no está muy lejos de
las condiciones de elaboración utilizadas para Sierra Nevada Pale Ale.
Darle un tiro, medir el pH real puré y ver lo que hay-que puede ser su mejor
cerveza todavía.
Preparar una cerve
z
a Pilsner
Pilsner es uno de los estilos que menos perdona de cualquier cerveza.
Históricamente siempre se ha hecho desde el más suave de agua, casi
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perfil recomendado para este grupo es:
50 Ca (mínimo) 0-40
Alcalinidad 0-50
Sulfato 50-100
Chloride
-
60-0 AR.
Este perfil es una sugerencia, sobre la base de una cerveza de baja
gravedad (Pilsner es una excepción), el carácter de malta sin embargo,
suave y brillante, suave y amargura con el equilibrio de sabor hacia la malta.
Esto parece ser una descripción razonable del estilo Pilsner excepto que
sabemos que en general el estilo se describe como siendo rico, con un
amargor pronunciado, pero está bien, no como una IPA. La cerveza es
suave y equilibrado sin ningún rastro de carácter mineral.
Sobre la base de esta descripción, vamos a querer templar el perfil sugerido un
poco. Sabemos que necesitamos un poco de calcio para una buena fermentación y
aclaraciones, pero es lo que realmente necesitamos toda la 50 ppm? El ciclo de
almacenamiento de la cerveza mejorará la claridad que el uso de menos que el nivel de
calcio sugerido no. Tal vez podemos cortar el calcio de nuevo a 30 ppm, si tenemos la
intención de ninguna alcalinidad en el agua. Probablemente no hay que añadir ninguna
de magnesio al agua debido a los suministros de malta un poco (alrededor de 70 ppm a
10 ° P / 1.040).
Sabemos que queremos los saltos de ser asertivo, pero está bien, así que por
lo tanto debe evitarse sulfato. Se desea un carácter a malta rica, por lo que un cierto
nivel de cloruro es probablemente
aceptable, pero nos centraremos en el extremo inferior del rango sugerido para
mantener el carácter del agua lo más ligero posible.
En realidad sólo hay una opción disponible para la mayoría de los fabricantes
de cerveza que tratan de preparar mejor este estilo, y que es comenzar con agua de
ósmosis inversa y añadir pequeñas cantidades de sales. La mejor manera de añadir el
calcio sin la adición de sulfato es utilizar la sal de cloruro. Mientras que un purista estilo
podría rehuir de la adición de cantidades significativas de calcio y cloruro, esas
adiciones pueden ayudar a producir una cerveza más rica y una cerveza clara con
menos tiempo de almacenamiento de la cerveza. Una vez más, estas decisiones son
parte del arte de la cafetera.
Sólo Opción-Construir el agua
1. De Ta
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a 17 (P.153)
:
1 gramo de cloruro de calcio por galón = 72,0 ppm Ca y 127,4
pp
m C
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-
1
Si nuestra composición de agua objetivo es: 30
ppm
d
e Ca +
2
0
ppm
M
g
+
2
0 ppm alcalinidad total
0 ppm Sulfato
Supongamos por este ejemplo que queremos tratar 10 litros de
agua. Para calcular el peso de cloruro de calcio para obtener 30 ppm de
Ca en 10 galones:
30 ppm / 72,0 ppm por 1 g / galón x 10 galones = 4.17 gramos o
aproximadamente 4.2 gramos de cloruro de calcio.
La cantidad de cloruro no esta adición de sal a añadir el agua?
4,2 gramos x 127,4 ppm por 1 g / galón / 10 galones =
53,5
pp
m C
l
-
1
Este nivel de cloruro está justo en el extremo inferior del rango sugerido, por lo
que han afectado a nuestro objetivo.
La manera más fácil de calcular estas adiciones de sal es utilizar
una hoja de cálculo de agua como Bru’n agua por Martin Brungard, o
software de recetas como BeerSmith o BeerTools.
Este puré puede requerir la acidificación de golpear el pH puré
objetivo debido a las maltas de luz. En Alemania, es
tradicional de usar Sauermalz para agregar la acidez de la masa. Una dosis
recomendada es de alrededor de 2% de la factura de grano. De lo contrario, la
acidificación con la ayuda de un buen medidor de pH se recomienda.
Esta agua no tiene alcalinidad, por lo que la capacidad de amortiguación de
los fosfatos de malta en el mosto debe mantener el pH bastante constante durante
el burbujeo. Si los rodajes finales exceden 5.8 pH, dejar de rociar y llenar la caldera
con el licor restante para completar el volumen necesario. La pérdida en el
rendimiento de la extracción debe ser mínimo, y la cerveza sabe mejor que si el
burbujeo había continuado. La próxima vez que usted podría querer añadir más
grano para aumentar el rendimiento o acidificar el agua de rociado para evitar el
aumento de pH. Sin embargo, tenga en cuenta que esta es una cerveza lager y en
función del ciclo de almacenamiento de la cerveza, el exceso de tanino debe
precipitar y alisar la cerveza.
Preparar una Extra Stout Exteriores
En general, vemos cervezas oscuras elaboradas en las regiones de alta alcalinidad.
Esto es porque la alta alcalinidad es equilibrado por la acidez de las maltas oscuras.
Para este ejemplo, supongamos que la intención de preparar una cerveza negra
adicional exterior de 1.075 OG, con
7% de caramelo medio, y 7 maltas% asadas. Esta cerveza se clasifica como
una cerveza fuerte, negro marrón /, con moderado amargor.
agua de inicio: 40
ppm Ca 9 ppm Mg
100
ppm
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CaCO
3
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60 ppm Cl245
ppm
SO
4-2
pH = 9
66 RA (calculado) agua
Objetivo:
50-75 ppm Ca (bajo) 30
ppm Mg * (bajo) <100 ppm
Na * (alto)
120-200 ppm Alcalinidad total (bajo) 50-150
SO
4-2 (
a
lt
o
) 50-150 C
l
- (
b
a
j
o
) 120-200 R
A
(bajo)
La acidificación no se recomienda para esta categoría.
*recomendada del texto
Esta es una dureza de casos y bajo interesante, alta de sodio, sulfato de alta
y alcalinidad moderada. Una revisión rápida de informe de calidad de agua de la
ciudad en la Internet revela que la planta de tratamiento utiliza intercambio iónico
para el ablandamiento del agua, en sustitución de más altos niveles de calcio y de
magnesio con sodio. ablandamiento de intercambio de iones se discute en
Ca
p
í
t
u
l
o
8 .
Para preparar una rica Extra Stout extranjera, necesitamos una buena
cantidad de alcalinidad en el agua para equilibrar la acidez de las maltas
caramelo y asar. De lo contrario, el pH puré podría ser demasiado baja (~ 4,9)
y la cerveza se enfrentará a un personaje unidimensional asado, ácido y
parecido al café. Esta cerveza debe ser suave y rico, dulce y seductor. Sin
embargo, la alta concentración de sulfato se va a hacer tan difícil demasiado
el sulfato hará que el perfil de salto de esta cerveza más firme y más seco de
lo que debería ser para el estilo.
Para preparar este derecho cerveza, necesitamos aumentar el total de
alcalinidad y la alcalinidad residual. Además, sería bueno para elevar los
niveles tanto el calcio y magnesio a 50 y 30 respectivamente, pero el
aumento de la dureza no será abordado aquí. (Fácilmente podría
hacerse, sin embargo, con base en el ejemplo American Pale Ale; las
nuevas concentraciones podrían incorporarse en las opciones para
elevar la alcalinidad que se muestra a continuación, pero que el ejercicio
se deja al lector..) Opciones:
1.
Aum
e
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. 1a. El
uso
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e Ca (OH)
2
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1
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. El
uso
d
e Ca (OH)
2
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A
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1
c
.
Utilizando el método NaOH-Kolbach RA 1d. El uso de
NaHCO
3
m
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t
odo
-Z R
A
2. Prepare una cerveza diferente.
Opción 1a. El uso de hidróxido de calcio-Kolbach Método RA
La adición de alcalinidad para elevar la AR puede ser complicado. Como se
d
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Ca
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c
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rbon
a
t
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,
bicarbonato o adiciones de hidróxido. El carbonato de calcio ha demostrado ser
ineficaz, de modo que es
fuera. El bicarbonato de sodio se puede añadir directamente al agua o
al puré para aumentar la alcalinidad, pero el nivel de sodio en esta
agua es alta ya. Haremos un ejemplo con bicarbonato de sodio, pero
lo vamos a utilizar más adelante como Ejemplo 1d. El hidróxido de
calcio parece ser una buena opción. La dureza de calcio añadimos va
a quitar de la contribución alcalinidad, pero la concentración de calcio
del agua es bajo 50 ppm es el mínimo recomendado.
Por lo tanto, el hidróxido de calcio (cal apagada) parece ser la
mejor opción en este caso. Haremos dos ejemplos (1a y 1b), utilizando
hidróxido de calcio y, luego seguir con otro ejemplo usando hidróxido de
sodio (Ejemplo 1c) para que pueda ver las diferencias. En el Ejemplo 1a
usaremos RA de Kolbach, y en el Ejemplo 1b usaremos alcalinidad Z
para ilustrar esa diferencia. El propósito de estas adiciones es elevar la
alcalinidad residual del agua a la gama sugerida de 120-200 ppm como
CaCO
3.
En este primer ejemplo, vamos a calcular el peso de hidróxido de
c
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c
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ppm
como
CaCO
3.
1.
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CaCO
3,
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co
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CaCO
3,
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3 mE
q
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L
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l
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necesitamos:
3-1,32 = 1,68 mEq / L
1,68 mEq / L será necesario para llevarnos a 150 ppm como
CaCO
3.
2. F
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1
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l
c
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o
hidróxido contribuye un ΔRA de 19,3 mEq / g • L. Por lo tanto, 1,68
mEq / L / 19,3 mEq / g • hidróxido de calcio L = 0,087 gramos / litro. Si
nuestro volumen de agua es en galones, a continuación, multiplicando
por 3.785 litros por galón nos dará la adición en gramos por galón
(0,33 gramos / litro).
3. Podemos multiplicar estas adiciones por el volumen total de agua para
obtener el peso total de la adición para el lote.
Una de las ventajas de trabajar con AR en este caso es que las
concentraciones de todos los otros iones no cambian. los
cambio en la concentración de calcio del hidróxido de calcio ya
está incorporado en el factor ΔRA.
El agua ajustado: 40
ppm Ca 9 ppm Mg
X
pp
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c
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n
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tot
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co
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CaCO
3
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ppm Cl245 ppm
SO
4-2
150
ppm
al
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du
al
como
CaCO
3
Volver cálculo de la alcalinidad total nos da: 150 = X - (40 / 1,4 + 9 /
1,7), por lo tanto, X = 150 + (40 / 1,4 + 9 / 1,7) = 183,8 ppm como CaCO3,
que se reúne la directriz sugerido. El calcio es todavía un poco baja, y podría
incrementarse con la adición de cloruro de calcio, pero es probable que sea
mejor que hacer un puré de prueba con este perfil en primer lugar, medir el
pH puré, y ver cómo los gustos de cerveza antes de ajustar de nuevo.
Opción 1b. El uso de hidróxido de calcio-Z RA
Método
El nuevo modelo Z sugiere que la alcalinidad Z del agua a la Z pH
necesita ser tomada en consideración para determinar la cantidad
adecuada de alcalinidad adicional para golpear el pH puré objetivo, en
lugar de la alcalinidad total tradicional. Para este ejemplo, utilizaremos un
pH Z de 5,4.
1. E
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(P. 127),
?
C
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0,01 a -1,04 = 1,03
do
T =
100/50
÷
1,03 = 1,94
2. Calcular Z alcalinidad y Z RA para el agua.
Z
5.4 =
do
T
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c
Z =
1,94
x
(-0,1 - -1,04) = 1,82
m
E
q
/
L
3. Calcular la mEq / L de calcio y magnesio.
mEq / L Ca = 40/20 = 2 mEq / L
mEq / l de Mg = 9 / 12,1 = 0,74 mEq / L
4. Z RA = 1,82 - (2 / 3,5 + 0,74 / 7) = 1,14 mEq / L
Q
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a 150
ppm
como
CaCO
3,
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3
m
E
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/
l
,
por
l
o
qu
e
necesitan de 3 - 1,14 = 1,86 mEq / L
1,86 mEq / L será necesario para llevarnos a 150 ppm como
CaCO
3.
5. La aplicación de la misma metodología que anteriormente en la Opción 1a:
De Ta
b
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a 17 (. P 152)
:
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l
c
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o
contribuye un ΔRA de 19,3 mEq / g • L. Por lo tanto, 1,86 mEq / L
/ 19,3 mEq / g • hidróxido de calcio L = 0,096 gramos / litro.
Si nuestro volumen de agua es en galones, a continuación, multiplicando por
3.785 litros por galón nos darán la adición en gramos por galón
(0,365 gramos / galón).
Tenga en cuenta que esta cantidad es mayor que la adición
calculado en la Opción 1a.
1c Opción. Usando Hidróxido de Sodio-Kolbach Método
El hidróxido de sodio es la base más fuerte y su uso para elevar la
alcalinidad aumentará la concentración de sodio lo menos. (Aunque se
puede utilizar hidróxido de potasio en lugar de aumento cero, pero ¿dónde
está la diversión en eso?)
1. Podemos utilizar la información calculada en el Paso 1 del Ejemplo 1a para
que podamos empezar. El cambio en la AR necesario para llevarnos a un
RA de 3 mEq / L es de 1,68 mEq / L.
2. El hidróxido de sodio es una base fuerte y tiene una carga de 1 mEq /
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. De Ta
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a 17 (. P 153),
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contr
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e 25 mm
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L por gramo, y por lo tanto de 25 mEq / g • L. Dividiendo 1,68 por 25
da el peso de la suma en gramos por litro de hidróxido de sodio
necesario:
1,68 / 25 = 0,067 gramos por litro de hidróxido de sodio es necesario
para aumentar la RA a 3 mEq / L.
3. Calcular el incremento de la concentración de sodio,
0.067 x 575 ppm = 38,5 ppm
Nota: Esta adición de hidróxido de sodio también podría ser
hecho utilizando una solución de 1 Normal (N), como se describe
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Ca
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mililitro, por lo que la adición necesaria de 1,68 mEq / L se lleva a
cabo mediante la simple adición de 1,68 mililitros de la solución
por litro de agua de infusión.
1d opción. El uso de bicarbonato de sodio-Z Alcalinidad
Método
Vamos a calcular una adición de bicarbonato de sodio por el simple hecho
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ejemplo anterior (1b):
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100/50
÷
1,03 = 1,94 mm
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Z =
• 1,94 (-0,1 - -1.04) =
1,82 mEq / L
Z RA = 1,82 - (2 / 3,5 + 0,74 / 7) = 1,14 mEq / L
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(-0,1 a -1,0)
porque bicarbonato siempre empieza en -1.0 mEq / mmol,
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= 0,9 mEq / mmol.
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0.9 = 10,7
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g
r
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e NaHCO
3.
3. De nuevo, sabemos por ejemplo 1b que necesitamos 1,86 mEq / L, para
llevarnos a 3 mEq / l, por lo que vamos a dividir
1,86
por
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10,7 mE
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NaHCO
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r
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l
peso de la adición por litro:
1,86 / 10,7 = 0,174 gramos por litro.
4. 0,174 gramos por litro nos da un 0,174 adicional •
273,7 = 47,6 ppm + 140 ppm = 187,6 ppm Na, que está realmente
empujando el sobre. Si hubiéramos calculado la adición de
bicarbonato utilizando el método de Kolbach, por ejemplo 1a, la
adición de bicarbonato de sodio habría sido 11,8 mEq / L en lugar
de 10.7, y los números resultantes sería 0,158 gramos por litro y
43 ppm de sodio adicional.
Como se puede ver, hay muchas opciones y permutaciones de
opciones diferentes cuando se trata de calcular adiciones de alcalinidad. La
más sencilla es utilizar Kolbach. El más complejo es el uso de alcalinidad Z y
bicarbonato de sodio. El método que utilice depende de usted. El método
casi no importa. Lo que importa es que usted es capaz de determinar una
estimación de lo que hay que hacer, y luego elaborar cerveza que la
cerveza, medir el pH puré resultante, y el sabor de la cerveza para evaluar
sus resultados. Establecer un objetivo, formular un plan, medir sus
resultados, y repetir hasta que esté satisfecho.
Opción 2-Prepare una cerve
z
a diferente
El agua podría funcionar mejor para una cerveza negra americana con su
carácter asertivo hop y el alto sulfato en el agua. Sin embargo, el alto contenido
de sodio en combinación con sulfato de alta ha sido conocido para crear una
amargura duras, por lo que tal vez una cerveza de lúpulo agresiva no es una
buena idea tampoco.
Una cerveza de color ámbar estadounidense podría ser una buena opción. Meno
de lúpulo que la cerveza negra americana, este estilo todavía contiene maltas
caramelo medianas para la acidez, 13 SRM, y la gama RA es 0-60.
agua de inicio: 40
ppm Ca 9 ppm Mg
100 ppm de alcalinidad total 140
Na
60 ppm Cl245
ppm
SO
4-2
pH = 9
66 RA (calculado)
Meta de agua:
50-150 ppm Ca (bajo)
40-120 ppm Alcalinidad total (de verificación)
100-200 SO
4-2 (
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) 50-100 C
l
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b
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j
o
) 0-60 RA
(alto)
La acidificación general no se recomienda para esta categoría.
Ahora tenemos espacio para añadir cloruro de calcio y para
aumentar la dureza y equilibrar el sulfato sin impactar negativamente en
la gama RA sugerido.
inicio 1. Vamos mediante la adición de 1 gramo de cloruro de calcio por galón
(72 Ca, 127,4 Cl-). Esta adición cambia el perfil de las aguas a:
agua ajustada (1): 112
ppm Ca 9 ppm Mg
100 ppm de alcalinidad total 140
Na
187 ppm Cl245
ppm
SO
4-2
15 RA (calculado)
(Véanse los ejemplos anteriores para los cálculos)
Esta agua es mejor. Se ajusta el perfil sugerido para la alcalinidad
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RA ahora es un poco baja para el color que la intención de tener (15-18
SRM). El sodio,
cloruro y sulfato concentraciones son todos de alta, lo que puede hacer que el sabor de
la cerveza mineralidad.
2. Vamos a probar esto, con sólo 0,5 gramos por galón adición de cloruro de
calcio.
agua ajustada (2): 75
ppm Ca 9 ppm Mg
100 ppm de alcalinidad total 104
Na
89 ppm Cl245
ppm
SO
4-2
40 RA (calculado)
Esta agua es mucho mejor. El calcio y la alcalinidad residual son ambos
ahora mejor emparejado con el color deseado, y el cloruro está en el rango.
Hemos hecho lo mejor de una mala situación. Preparar la cerveza y el sabor
de los resultados antes de explorar otras opciones (como la compra de agua
no ablandada de la ciudad).
Perfiles de agua y la caja Negro
Es interesante que muchos aspectos de la elaboración de la cerveza se
dejan al arte, en lugar de ser diseñado hasta el último detalle. ¿Por qué
sólo tenemos recomendaciones generales para las concentraciones de
iones en el agua? ¿Por qué no sabemos,
en esta edad de oro de
tecnología, las cantidades específicas y tipos de iones que se utilizan en
el proceso de fermentación? ¿Por qué no tenemos una lista completa de
todos los nutrientes y cofactor de iones
¿reacción? Quizás
eso
es porque
fermentación funciona y hay grandes problemas que resolver. Tal vez
hay un número excesivamente grande de combinaciones de
contenido de minerales y otros parámetros que producirán una buena
cerveza. Cualquiera que sea la razón, el proceso de fermentación
puré y siempre han sido considerados como una especie de caja de
negro cuando se trata de la composición del agua. El término “cuadro
negro” significa que podemos predecir el resultado de un proceso
basado en las entradas, pero no entender completamente lo que
sucede dentro de la
proceso. Todo parece que sabemos acerca de elaboración de la cerveza es el
agua que se recomiendan ciertas concentraciones de iones; no parece que
importa lo concentraciones salen, o cómo las concentraciones de iones
cerveza terminada afectan el sabor de la cerveza. Sólo nos parece que
sabemos el efecto de las concentraciones iniciales sobre la cerveza.
Además, hay muy poca investigación parece haber sido hecho en las
contribuciones de iones de la malta de cerveza en el rendimiento
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un todo-malta 10 ° P (1.040) cerveza fue elaborada con agua
destilada. Es interesante observar que la concentración de magnesio
es de 70 ppm en el mosto y 65 ppm en la cerveza. Al parecer, 5 ppm
se consumen, fuera de lugar, o lanzado a lo largo del camino. El
magnesio se dice que es una enzima importante co-factor y de
nutrientes para la levadura, y hay al menos un papel que indica que
se requiere un mínimo de 5 ppm para un buen rendimiento de la
levadura. Podría un mosto con solamente 5 ppm de puré de
magnesio y fermentar tan bien como este
uno con 70? ¿O hay un umbral, por ejemplo, se necesita un nivel
mínimo de 50 en solución, pero se van a consumir sólo el 4%? En
este punto en el tiempo que no parecen saber definitivamente, y
sería interesante averiguar más.
Contenido de iones en la Hierba (10 ° Plato) y cerve
z
a Uso de Agua
desminerali
z
ada Constituyente
Wort (mg / l)
Beer (mg / l)
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____________
*
Chimay, no chimay (broma de cerveza.)
8
Tratamiento de Agua Fuente
Tecnologías para la
Cervecería
El agua es una de las materias primas más importantes para el control de la fábrica
de cerveza. Es el constituyente principal en la cerveza, que comprende al menos 90
por ciento en la mayoría de los casos. Es de vital importancia que la cervecera
evalúa la fuente de agua al momento de elegir una ubicación para su cervecería,
porque una vez que ha construido su cervecería, hay poca o ninguna posibilidad de
conseguir una fuente que el agua diferente tiene que hacer lo mejor con lo que tiene.
La responsabilidad del fabricante de cerveza de la calidad del agua supera a la de
cualquier otro ingrediente. De hecho, es el único ingrediente principal para el que la
cerveza es específicamente responsable. Un maltero es responsable de la malta. Un
cultivador hop / empaquetador es responsable de los saltos
y por lo general un laboratorio levadura es responsable del cultivo puro. Es
responsabilidad de la cafetera para entender su fuente de agua y ser capaz de
modificarlo, según sea necesario, para preparar consistentemente buena cerveza,
durante todo el año.
Un fabricante de cerveza necesita agua de alta calidad que puede ser
fácilmente utilizada para cada necesidad fábrica de cerveza, ya sea en el puré, la
caldera, o para la limpieza. El agua debe estar libre de malos sabores y olores o la
cafetera debe tener las herramientas para hacer fácilmente que así sea. La clave para
tener agua de elaboración de la cerveza de alta calidad es saber la fuente de agua es
capaz de reconocer los cambios y adaptarse para mantener la calidad de la cerveza. Si
bien esto puede ser una tarea desalentadora para un fabricante de cerveza novato, con
el tiempo, el estudio y la experiencia puede convertirse en una segunda naturaleza.
Los requisitos generales para el suministro de agua fábrica de cerveza son
simples. El agua debe ser potable y libre de contaminantes. Hoy en día, la potabilidad
no suele ser una preocupación, pero una de las razones de la popularidad de la
cerveza largo de la historia fue el hecho de que el proceso de elaboración de la
cerveza dictó el local de agua biológicamente segura para beber. El problema del agua
más común para los fabricantes de cerveza de hoy es el potencial de off-
sabores en la cerveza debido a la contaminación industrial / química o
subproductos de la desinfección de agua (DBP). El problema se hace doble: 1)
cómo reconocer los contaminantes, y
2) la forma de deshacerse de ellos.
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contaminantes. Nos ocuparemos de ellos en el mismo orden en que se abordan
en el tratamiento de agua estándar: la eliminación de sólidos en suspensión, la
eliminación de sólidos disueltos, y la eliminación de contaminantes líquidos y
gas.
La figura de la pantalla 28-Rotary en Sierra Nevada Brewery
Extracción suspendida de extracto seco de
filtrado mecánico
Extracción de partículas es una etapa de tratamiento importante tanto para agua
pre-tratamiento y tratamiento de aguas residuales. En el caso de pretratamiento del
agua, el agua cruda se alimenta típicamente
a través de filtros convencionales rápidos de arena, o arena y carbón de
antracita
filtros. Estos son generalmente de gran tamaño
instalaciones, adecuadas para un pueblo o ciudad. Si una fábrica de cerveza está
teniendo problemas de sólidos en suspensión, la solución es generalmente un filtro
más pequeño, típicamente de medio granular, fibras de polímero, u otros medios
reemplazables o recargables. Los cartuchos de filtro pueden venir en muchas
formas, tales como gránulos envasados, hoja plana, tubular, o en espiral. filtros
granulares utilizan medios granulares,
tal como arena o
tierra de diatomeas, para crear el lecho del filtro. filtros enrollados en espiral utilizan
fibras para crear una matriz que atrapa y dificulta las partículas. Los filtros se
clasificado como estándar o absoluto. Un filtro estándar trampa voluntad 99% de las
partículas en su rango de tamaño; un filtro absoluto no permitirá que las partículas
pasen más grande que su calificación. Los filtros también están clasificados para la
temperatura porque temperaturas muy altas pueden causar la descomposición
prematura del medio de filtro.
Monitoreo de un aumento de presión significativa entre los puntos
de entrada y salida de un filtro que puede dar una indicación de cuando el
filtro necesita ser cambiado. Sólidos suspendidos
Los filtros son de uso generala
agua condición previa antes de carbón vegetal y la filtración de ósmosis inversa para
suministros típicos de agua potable.
Retirar los sólidos disueltos-hierro y manganeso
Hierro y manganeso puede causar muchos problemas en la elaboración de la cerveza
más allá de la neblina, sabores desagradables, y el endurecimiento prematuro. Ambos
iones se eliminan típicamente en las primeras etapas de tratamiento de aguas
municipales por oxidación en sus formas insolubles, que luego permite que se filtran
desde el agua. Sin embargo, incluso concentraciones muy pequeñas restantes de
estos iones pueden conducir a problemas de deposición y de corrosión en los sistemas
de calderas e intercambiadores de calor.
Una manera sencilla de eliminar el hierro es de unirse con fosfatos. Este es
un enlace débil que puede romperse por el calor o la luz fuerte, pero convierte el
hierro en una forma insoluble que puede ser ya sea resuelta o se filtra. Algunas
pequeñas fábricas de cerveza comerciales se han conocido para dosificar toda el
agua entrante con ácido fosfórico y utilizarlo por primera vez en el sistema de licor
frío. Esto causa la precipitación del fosfato de hierro y puede sedimentar durante la
noche. El agua limpia se puede extraer al día siguiente para su uso como licor
caliente para la próxima
lote. El recipiente de sedimentación tiene que tener un drenaje inferior para el
drenaje del precipitado y un puerto lateral para acumular el agua limpia. El
precipitado en el fondo del tanque contendrá hierro y tiza lo que es importante
para limpiarlo a menudo.
A homebrewer puede usar este mismo método para resolver hierro del
líquido de elaboración de la cerveza acidificando el agua con ácido fosfórico a
un pH entre 5,5 y 5,7, y refrigerar el recipiente durante la noche. Se debe
tener cuidado de no perturbar el sedimento cuando el trasiego licor claro
fuera.
El manganeso es difícil de oxidar con aireación típico. Es usual
requiere
unmás fuerte
oxidante
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cloro / hipoclorito. Esta es la razón por depósitos de óxido de manganeso son
un problema en los sistemas de refrigeración por agua, que utilizan estos
productos químicos para evitar bio fouling. La oxidación de manganeso es
auto-catalizador, lo que significa que una vez formada, la deposición se
acelera. Es un depósito extremadamente duro y tenaz, lo que requiere
métodos mecánicos y químicos agresivos eliminar. Es más noble que el acero
inoxidable, y hará que la corrosión galvánica y picaduras del acero por debajo
de los depósitos de manganeso.
El manganeso se puede retirar por filtración arena verde. Greensand
es una sustancia de origen natural, que contiene la glauconita mineral, que es
capaz de reducir el hierro, el manganeso, y el sulfuro de hidrógeno a partir de
agua a través de la oxidación. Cuando se agota la capacidad oxidante de la
cama de arena verde, la cama puede ser regenerado con un permanganato
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manganeso basados en Greensand, hierro, y sistemas de tratamiento de
sulfuro de hidrógeno son fácilmente disponibles. Estos son sistemas granulares de
medios que pueden ser monitoreados y mantenidos como ablandadores de agua de
intercambio iónico. Hierro y manganeso también se pueden eliminar por los sistemas
de intercambio iónico. De hecho, todos los iones pueden ser, de una manera u otra.
Extracción de cuerpos sólidos disueltos intercambio de
iones
sistemas de intercambio de iones utilizan perlas de polímero que se fabrican para
contener cualquiera de los sitios de intercambio de cationes o de aniones dentro
del esqueleto polimérico. Mientras que las perlas se ven sólido bajo un
microscopio, su estructura molecular se asemeja más a una bola de hilo, el logro
de la permeabilidad al agua y un área superficial alta para el intercambio de iones.
Durante el uso, el agua fluye a través del lecho del medio, y a través de la
perlas impregnadas de resina, donde
el
iones indeseables en el agua se intercambian con los de la resina, y ligados a
su vez. Estos sistemas tienen las ventajas de la alta velocidad de flujo,
presión de espalda, y relativamente fácil mantenimiento, aunque algunos son
mejores para algunas tareas que otros. Una desventaja general de los
sistemas de intercambio iónico es el residuo de salmuera concentrada
producida por el proceso de regeneración.
Figura 29-El descalcificador de agua en Kinetic Brewing Co. en Lancaster, CA
Cuatro tipos de resinas de intercambio iónico están disponibles:
intercambiador de cationes débilmente ácido, fuertemente intercambiador de
cationes ácido, intercambiador de aniones débilmente básico, y el intercambiador
de aniones fuertemente básico. Cada tipo de intercambiador tiene sus ventajas
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nomenclatura proviene de la teoría de ácido, que establece que la base conjugada
de un ácido fuerte es una base débil, y el ácido conjugado de una base fuerte es
un ácido débil, y viceversa en ambos casos. En otras palabras, si el hidróxido de
calcio se considera que es una base fuerte (es), entonces es un ácido débil. Del
mismo modo, el ácido sulfúrico es un ácido fuerte y una base débil. Una resina
catiónica de ácido débil elimina el calcio y el magnesio, porque estos son los
cationes de los “ácidos débiles” de calcio e hidróxido de magnesio.
Tabla 20 Pros y contras General de Tipos de resina de intercambio iónico
tipo Pros
Contras
Ácido
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débil
Bueno para retirar todos los iones de metales divalentes,
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La regeneración es difícil de
controlar. Propenso a
sulfato de calcio
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Este tipo sólo elimina la dureza temporal,
no permanente. Alta capacidad
El uso eficiente de los productos químicos de
regeneración
cloro
contaminación /
cloramina
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la vida de resina de largo de 10-15 años
Sensible a la contaminación
de cloro / cloramina sensible
al choque térmico de salida
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Requiere fuerte cáustica
para la regeneración
Shorter vida resina de 2-5
años
Del ácido débil de cationes comunes Decalcificadores
catiónica de ácido débil y las resinas catiónicas de ácido fuerte son muy
similares, las diferencias principales siendo el grado de ablandamiento que
cada tipo puede lograr. sistemas de WAC sólo eliminar el calcio y el
magnesio asociado con bicarbonato (es decir., dureza temporal) y sólo bajo
alcalina condiciones (es decir potable de agua), mientras que SAC eliminará
todo el calcio y el magnesio a cualquier pH del agua. sistemas de WAC se
utilizan comúnmente para el tratamiento de agua salobre o pulido de efluente
cal de ablandamiento. Son propensos a los mismos problemas de
degradación como resinas SAC.
Ácido fuerte de cationes-Completa Agua Suavi
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ante
Un ablandador de agua típica SAC funciona mediante el intercambio de todos los
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por encima de la cama, intercambian con los iones monovalentes, debido a su mayor
afinidad con la resina. El ablandador de agua también contiene un depósito de sal
que debe ser repone en una base regular.
Una vez que el lecho de resina ha sido completamente agotado, se lavó
abundantemente con la salmuera de sal para desplazar los iones de metal
recogido de la resina y el proceso puede comenzar de nuevo. Aunque es más
caro, cloruro de potasio (KCl) se puede utilizar en lugar de cloruro de sodio para
evitar los efectos negativos para la salud de sodio añadido.
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en el agua. Esto los hace más adecuados para aplicaciones de agua de alta pureza,
tales como alimentación de la caldera.
Obviamente, de tipo sodio suavizantes SAC no se deben utilizar en la fábrica
de cerveza para la producción de licor de elaboración de la cerveza a menos que se
utilizan como pre-tratamiento para un desmineralizador o sistema de ósmosis
inversa. Los altos niveles de sodio son preferibles a los altos niveles de calcio en el
tratamiento de ósmosis inversa porque el sodio es altamente soluble y menos
propenso a precipitar sobre la membrana. El carbonato de calcio es más probable
que precipitar en membranas de RO y dar lugar a fallo del sistema temprana.
Base aniónico débil Dealkali
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ing Tratamiento
reducción de alcalinidad es la búsqueda eterna de los fabricantes de cerveza, y el
intercambio iónico proporciona un medio probado y verdadero de llevarla a cabo.
intercambiadores de SBA también pueden eliminar de sílice, que puede ser un
problema particular en sistemas de intercambiadores de caldera / calor.
Un intercambiador de AMB elimina los aniones de ácidos fuertes (Cl-,
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carbono, que debe ser ventilado o purgado para evitar la corrosión de aguas
abajo, y no eliminan silicato.
Un SAC y el emparejamiento de la AMB hacen una buena combinación para el
tratamiento previo de agua para sistemas de ósmosis inversa. Esta combinación tiene
una gran capacidad de tratamiento y la regeneración eficiente.
Base aniónico fuerte Dealkali
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ing Tratamiento
Este tipo de sistema elimina tanto los aniones de ácidos fuertes y débiles,
incluyendo carbonatos, silicatos, y nitratos (w / opción resina
especial). SBA se puede combinar con SAC, y utilizar el anión del ácido,
o hidróxido de sodio, para la regeneración. Una combinación SAC / SBA
producirá agua que es adecuada para calderas de alta presión.
Asumiendo
la debida atención a los detalles y el pretratamiento de aguas arriba, este
proceso es capaz de producir agua con menos de
0,01 mg / L. La desventaja de SBA es que requiere mucho más químico para la
regeneración de un sistema de la AMB.
sistemas de SBA también están disponibles que utilizan cloruro como el
intercambio en lugar de hidróxido. Estos sistemas no son tan intensivo de químicos,
y funcionan muy bien en la reducción de la alcalinidad. Sin embargo, cuando se
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de luz que puede ser muy corrosivo para los tubos de acero inoxidable. Hay una
nube por cada resquicio, por así decirlo.
resina SBA también es particularmente propenso a la incrustación por
moléculas orgánicas, no sólo los contaminantes industriales, tales como disolventes y
aceites, sino también fúlvico y ácidos húmicos de vegetación en descomposición en
agua de la superficie de origen natural. unidades AMB son mucho menos afectada por
este tipo de ensuciamiento y se pueden usar para eliminar los compuestos orgánicos
por delante de una unidad de SBA si es necesario.
Los reactores de intercambio iónico de lecho mixto,
Aunque los sistemas de intercambio de cationes de serie y de aniones se han
discutido, los sistemas de lecho mixto que contiene tanto SAC
(Tipo H) y SBA (tipo OH) están también disponibles que combinan la
funcionalidad de los dos: cationes se intercambian por iones de hidrógeno;
aniones son intercambiados por iones hidroxilo. Si los cationes y aniones están
equilibrados, las emisiones de intercambiador de cantidades iguales de iones
hidrógeno e hidroxilo que se combinan para formar agua. La desventaja de un
sistema de lecho mixto es que una vez se gastan las resinas que debe ser
recargada por lavado con tanto fuerte ácido cáustico y fuerte. Este ciclo puede
ser costoso y no muy el medio ambiente. unidades de lecho mixto se utilizan más
comúnmente para pequeñas cantidades de agua pura. Algunos cerveceros
caseros utilizan este tipo de unidad, obtenida de los proveedores de la manía
acuario de arrecife, para preparar licor de infusión. Pequeñas fábricas de cerveza
(20 bbl y menos) pueden comprar filtros mixedbed a modo de intercambio. Un
filtro típico mixedbed arrendado durará por 800 a 2, 000 litros de agua,
dependiendo de la TDS del agua de la fuente. Compañías cobran un contrato de
arrendamiento y una cuota de reemplazo. La conductividad del agua de origen
puede ser medido y comparado a la conductividad del agua de salida para
establecer un estándar para una fábrica de cerveza o marca específica. La
conductividad del agua de salida puede ser
supervisado para comprobar cuando un desmineralizador necesita ser recargada.
Extracción Disuelto de extracto seco de
nanofiltración y ósmosis inversa
Figura 30-El sistema de ósmosis inversa de agua en Fuente de Piedra Brewing
Co., en Escondido, CA.
La microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa son todos
referidos colectivamente como las tecnologías de membrana porque utilizan una
película fina para actuar como un filtro para sólidos disueltos. Las partículas más
pequeñas de limo y sólidos suspendidos que los filtros de arena típicamente
pueden filtrar a cabo alrededor de 10 micrómetros (0,0004” ) de diámetro. La
microfiltración puede eliminar las células de levadura y la mayoría de las bacterias
hasta 0,1 micrómetros (4 micropulgadas). Ultrafiltración normalmente puede hacer
diez veces mejor, hasta 0,01
micrómetros (0,4 micropulgadas), filtrando la mayoría de virus. La
nanofiltración hace 10 veces mejor que Ultra, y puede filtrar la mayoría
de proteínas y algunos iones disueltos, pero ósmosis inversa supera a
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filtrar cationes y aniones más disueltos, pero los gases no disueltos.
Estas membranas pueden ser hechas de acetato de celulosa o película de
material compuesto de poliamida. Las películas de poliamida son más eficaces en
sílice de filtrado y (pequeñas) iones monovalentes, pero también muy susceptibles a
la oxidación y el polímero desglose (agujeros) debido a cloro, cloramina, y otros
oxidantes. El acetato de celulosa es un poco más robusta y, a menudo se utiliza para
situaciones de alto ensuciamiento.
La ósmosis es la difusión de agua a través de una membrana
semipermeable desde una región de baja concentración de soluto a una
región de alta concentración de soluto. Piense de la presión osmótica como
una fuerza que intenta igualar las cosas, para traer dos sistemas
adyacentes a la misma concentración de solutos tirando del agua a través
de la membrana hacia el lado “seco”. (En realidad, la presión es
debido a posibles diferencias químicas en vez
que
concentración, pero se entiende la idea.) La ósmosis inversa significa que
estamos aplicando suficiente presión a la parte alta de solutos para
superar la presión osmótica y concentrar los solutos aún más. En realidad,
todas estas tecnologías de membrana dependen de la presión aplicada
para superar la presión osmótica natural de cualquier sistema dado. La
diferencia es el tamaño de partícula que está bloqueado por la membrana.
Obviamente, “filtración de ósmosis inversa” requiere la presión más alta de
cualquiera de los métodos, típicamente en el intervalo de 10-15 bar,
dependiendo de la solutos, temperatura, pH, etc. (1 bar es
aproximadamente 1 atmósfera de presión).
sistemas de ósmosis inversa pueden ser bastante simples (sin partes móviles),
y los sistemas pequeños se venden en los almacenes grandes mejoras para el hogar
y proveedores de acuario a precios razonables. Los sistemas más grandes son
ampliamente utilizados en las operaciones de elaboración de la cerveza comerciales
para tratar la alta alcalinidad o agua salobre, especialmente en las zonas áridas del
mundo, como África y el Oriente Medio. Los sistemas más grandes utilizan
típicamente bombas de alta presión y niveles de mucho
cartuchos de membrana más grandes que los pequeños sistemas.
El sistema típico pasa primero el agua a través de un filtro de partículas
o los filtros (5 y 1 micra son tamaños comunes) y luego un filtro de bloque de
carbono. El filtro de carbón elimina orgánicos, cloro y cloramina, que pueden
ensuciar o envenenar la membrana RO. El agua de alimentación pasa a
continuación a un cartucho de membrana. Los cartuchos utilizan filtración de
flujo cruzado, en el que el permeado se extrae a un lado, mientras que la
mayoría del agua continúa el flujo de salida (drenaje / residuos) y se lleva el
contenido iónico concentrado. Una válvula de salida restringe el flujo, se
mantiene una alta presión sobre la membrana. Un operador puede controlar
esta válvula para ajustar la velocidad de flujo de presión y de aguas residuales
(referido como el ’concentrado’ o ’salmuera’) para una mejor eficiencia.
Los sistemas simples que se venden para uso en el hogar no tienen esta
característica. La carcasa de cartucho tiene un orificio fijo para limitar el flujo de
residuos y crear la elevada presión osmótica inversa en la membrana. La
carcasa también incluye un puerto de salida para el agua filtrada que impregna
la membrana (es decir, el permeado). El permeado pasa a cualquiera
a un tanque de presión o depósito abierto (tanque atmosférica). Los tanques de
presión contienen una vejiga a presión. Como permeado fluye en el tanque, el aire
de esta bolsa es comprimido y la presión en el depósito se eleva. Cuando la presión
del tanque, más la presión osmótica es igual a la presión del lado de alimentación,
no más el agua permea la membrana y se detiene colección. Estos sistemas suelen
tener un interruptor de presión de control de la presión del tanque de vejiga que
opera una válvula para cerrar la alimentación y / o concentrar líneas cuando
permeado no se recoge para evitar el desperdicio de agua de alimentación.
La ventaja del depósito de presión sobre estos pequeños sistemas es
que puede ser conectado a un grifo conveniente para sacar agua RO para
beber o cocinar. Aunque el sistema de tanque de presión es útil para
pequeños volúmenes, que reduce la tasa de filtración en general, ya que
reduce la diferencia de presión a través de la membrana como se llena el
tanque. El agua se puede obtener más rápidamente desconectando el
depósito de presión o dejando el grifo abierto y recoger el agua en otro
recipiente abierto.
Críticas percibidos en los sistemas de RO por lo general implican la alta
relación de concentrado a impregnar producción.
Típicamente, menos del 20% del agua de alimentación se captura como permeado en
los sistemas de hogar típico. Esto significa que por cada galón que entra en el Equipo
de Alto Nivel, 4 galones van por el desagüe. Esto puede ser un factor importante en
función de la fuente de agua, si se trata de un pozo de agua fresca, o el océano. En
sistemas más elaborados la recuperación (la fracción de agua de alimentación se
recupera como permeado) pueden ser sensiblemente superior-tan alta como 80% o
incluso un poco más- pero tales altas tasas de recuperación vienen a expensas de un
mayor contenido de ion de permeado y salmuera más concentrada . la eliminación de
la salmuera es a menudo un problema, si se trata de volúmenes bajos de alta
concentración, o grandes volúmenes de baja concentrado.
Otras críticas se relacionan con el alto costo de la sustitución de la
membrana. Estos pueden ser mejorados por mantenimiento de la membrana
adecuada. Carbon protección pre-filtro de cloro y cloramina, y ablandamiento
catiónico para prevenir la deposición de carbonato de calcio ya se han
mencionado. Pero otros minerales se concentran en la salmuera demasiado
y esto, dependiendo de la química del agua de alimentación, pueden
imponer límites de la recuperación máxima permitida.
filtros de ósmosis inversa pueden infectarse con microorganismos porque el
desinfectante residual Chlo-Rine / cloramina tiene que ser eliminado del agua de
alimentación de antemano. Se recomienda un pase final a través de un filtro estéril
(micro o ultra) o esterilizador de la luz UV, así como un desaireador si se utiliza el
agua de ósmosis inversa para la dilución post-ebullición se requiere. Los tanques y
tuberías después de un filtro RO deben ser hechas de plástico (PVC o PEX)
porque el agua desionizada es altamente corrosivo.
RO agua es una buena opción cuando el cervecero necesita para eliminar la
alcalinidad. RO también es bueno para la eliminación de elementos de problemas
como el manganeso, silicatos, y hierro. Sin embargo, algunos de estos mismos
elementos son responsables de ensuciamiento de las membranas, dando lugar a altas
presiones de trabajo, alta caída de presión a través de las membranas, y el flujo de
permeado bajo. Otros incrustantes son orgánicos, microorganismos, coloides, y la
escala de carbonato. Que tiene una unidad de intercambio de iones por delante de un
sistema de RO para reducir la carga en las membranas puede mejorar la eficiencia
general y reducir el mantenimiento total.
Dado que las concentraciones moderadas de iones son deseables en
elaboración de la cerveza de agua, la capacidad de RO para despojar a casi todo el
contenido iónico del agua puede ser contraproducente. ¿Por qué quitar todo lo que
fuera y luego añadir un poco de vuelta? Las membranas de nanofiltración más
permeables son más energía y eficiente del agua mientras que proporciona alcalinidad
efectiva y la reducción de la dureza. La nanofiltración es también conocido como el
ablandamiento de membrana ya que estas membranas son mucho mejores en el
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1).
Aunque la calidad del agua de las membranas de nanofiltración es menos puro
que el producido por membranas de ósmosis inversa, las concentraciones de iones
finales siguen siendo bajos. Las membranas de RO típicamente rechazan 95 por
ciento o más de todos los iones, mientras que la nanofiltración típicamente rechazan
entre 80 y 90 por ciento. Un sistema de nanofiltración es típicamente capaz de
reducción del 80% de sodio a partir de un agua de alimentación con intercambio de
iones, tales como tomar el nivel de <200 ppm de sodio a <40 ppm de sodio. Las
concentraciones más altas en el agua de alimentación se traducirá en mayores
concentraciones en el permeado. Todos los otros iones en el permeado es probable
que tengan
concentraciones mucho más bajas. Si el rechazo de sodio no es suficiente para
satisfacer las necesidades de cervecería, utilizando agua de alimentación no
ablandado o membranas de ósmosis inversa son alternativas a la consecución de un
agua más pura.
La ventaja de la nanofiltración es que proporciona agua
ablandada
para su limpieza sin
significativamente
el aumento de los sólidos disueltos totales en la corriente de residuos, que pueden ser
un problema de eliminación para intercambio iónico y ablandamiento con cal. En
muchos casos, la nanofiltración puede proporcionar una calidad de agua aceptable
elaboración de la cerveza con una mejor economía en general. La diferencia
económica dependerá de las circunstancias específicas: TDS concentración,
composición de la TDS, y límites de aceptación en el permeado. Muchas de las
grandes fábricas de cerveza utilizan ahora en lugar de nanofiltración RO por sus
necesidades de agua.
Las membranas de nanofiltración están disponibles para típico equipos
comerciales en los mismos cartuchos de 2,5, 4, u 8 pulgadas de diámetro como están
disponibles para membranas de ósmosis inversa. En este momento, las membranas de
nanofiltración no están disponibles para adaptarse a los típicos sistemas de ósmosis
inversa en casa. El relativamente reciente disponibilidad de RO asequible presenta una
tremenda
oportunidad de la casa y comercial de cerveza por igual. Mientras que en el pasado se
ha hecho hincapié en la fijación de agua en la masa o en el hervidor para hacer una
cerveza adecuada (y de hecho la mayor parte del material de este libro refleja este), el
paradigma puede ahora pasar a la preparación de agua de la fuente que es adecuado
para todas las cervezas que se elaboran cerveza. La preparación es mucho más
simple que la solución de problemas.
Extracción de líquido y contaminantes de gas
- Cloro
La contaminación microbiológica es la principal preocupación de cualquier
proveedor de agua municipal. Estos contaminantes pueden ser bacterias u otros
organismos tales como Cryptosporidium y Giardia intestinalis. es necesaria la
desinfección residual para proporcionar una protección constante después de que el
agua sale de la planta de tratamiento. Un buen desinfectante es un desinfectante y
un fuerte y persistente que no pierde efectividad con el tiempo ya que el agua se
encuentra en un tanque o tubería.
regiones de bajo flujo de la tubería o “puntos muertos” pueden ser un particular,
problemas en las fábricas de cerveza
porqueel
cloro / cloramina desinfectantes residuales típicamente se han eliminado para
evitar malos sabores en la cerveza, tales como
clorofenoles. Las bacterias pueden formar depósitos o biopelículas en las regiones
de bajo flujo que son posteriormente difíciles de desinfectar debido a que el
espesor del depósito puede prevenir limpiadores y desinfectantes de llegar a toda
la colonia.
Sin embargo, con las buenas prácticas de saneamiento en la
fábrica de cerveza, la eliminación del cloro y cloramina en el primer lugar
es el desafío. desinfectante de cloro se añade ya sea como “cloro libre” o
cloramina. El agua puede ser tratada con cloro en varios lugares en el
proceso de tratamiento inicial y el nivel de cloración puede ser ajustado
durante todo el año. El cloro libre es el método más antiguo de cloración
que produce ión hipoclorito OCl- en el agua para oxidar y matar los
organismos.
Cuando el cloro se disuelve en agua la siguiente reacción tiene
lugar:
Cl
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2
O ↔ H +
1 +
c
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HOCl (á
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informes agua a menudo lista de cloro como, “cloro libre” o Las
definiciones son como sigue “cloro residual.”:
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El cloro residual = libre + cloro combinado
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1.
HOCl es un mejor oxidante y es más capaz de penetrar la membrana celular de
microbios debido a su carga neutra. Es, por lo tanto, una mejor germicida. El
hipoclorito se añade al agua mediante la adición de hipoclorito de sodio,
hipoclorito de calcio, o haciendo burbujear gas cloro a través del agua. El ión
hipoclorito (cloro libre) es muy volátil y se puede retirar de agua por
calentamiento o simplemente permitiendo que repose a temperatura ambiente
en un recipiente abierto durante un largo período de tiempo. Afortunadamente
para los cerveceros, simplemente calentando el agua a la temperatura huelga
en una caldera abierta va a eliminar la mayor parte del cloro libre. Sin embargo,
sólo se necesita muy pequeñas cantidades de cloro libre en el agua de
escaldado para producir clorofenoles discernibles en la cerveza.
Por desgracia, hipoclorito también puede reaccionar con
(Oxidan) los compuestos orgánicos de la vegetación en descomposición para formar
compuestos conocida como subproductos de desinfección (DBPs) potencialmente
cancerígenos. Muchos de estos compuestos orgánicos son de origen natural y
frecuente en las fuentes de agua superficiales como lagos y corrientes de agua. Estos
subproductos de desinfección no son deseables en los suministros de agua potable y
son controlados por la regulación ambiental y la Ley de Agua Limpia en los EE.UU..
Las cloraminas son mucho menos probable que se formen subproductos de
desinfección, por lo que las compañías de agua con frecuencia utilizan cloraminas en
lugar de cloro. Por desgracia, la cloramina tiene un umbral más bajo olor (3-5 ppm) que
el cloro (5-20 ppm), y es la principal responsable de que el olor de la piscina. Sin
embargo, algunos de estos subproductos de desinfección, como THM y HAA5, tienen
umbrales de olor y sabor en partes por mil millones en la cerveza, por lo general a
pescado o estanque similar.
Las cloraminas se crean mediante la combinación de cloro y
amoníaco en agua. existen cloraminas en mono-, di-, y tri-formas de
cloramina, pero
la forma predominante es
monocloramina. Se ha utilizado para la desinfección de agua potable desde
la década de 1900 cuando se descubrió para proporcionar un desinfectante
mucho más estable en agua
sistemas de distribución. Dado que los efectos tóxicos de los subproductos de
desinfección de cloro se descubrieron en la década de 1970, las cloraminas se han
convertido en un nuevo estándar para la desinfección de los suministros de agua que
contienen contenido orgánico significativo. Se queda en solución ya,
independientemente de la carga orgánica y por lo tanto funciona mejor como un
desinfectante residual.
Cloramina ahora se utiliza en la mayoría de las grandes plantas de tratamiento
de agua; aunque existe la preocupación de que la cloramina todavía causa más alta de
lo deseables niveles de subproductos de desinfección. Por lo tanto otros
procedimientos de desinfección tales como la ozonización y tratamiento con luz
ultravioleta están siendo utilizados en algunas plantas. Dado que el tratamiento de
ebullición requiere combustible y el tiempo, las opciones de cloro y de eliminación de
cloramina más rentables son la degradación UV, filtración de carbón activado (GAC), o
tratamiento metabisulfito.
Cloro / cloramina remoción por medio de metabisulfito
Vintners han utilizado durante mucho tiempo metabisulfito de sodio y
metabisulfito de potasio (también conocido como tabletas Campden) para
suprimir la levadura salvaje en mosto de vino. También es útil como un
antioxidante en la cerveza. Sin embargo, es más útil para descomponer el cloro
y cloramina en el agua.
Metabisulfito de forma dióxido de azufre cuando se disuelve en agua de
acuerdo con la ecuación:
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2
S
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O
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O → 2
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este ejemplo)
Es el dióxido de azufre que reduce el cloro a cloruro, y en
cambio se oxida a sulfato.
La ecuación para la descomposición de cloro por cualquiera de sodio o
metabisulfito de potasio es:
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2SO
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Suponiendo 3 ppm de cloro residual está presente en el agua, esta
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alcalinidad neutralizado por los iones de hidrógeno.
La reacción de cloramina y metabisulfito es
similar:
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Una vez más, suponiendo que 3 ppm de cloro residual, la reacción
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El ion amonio es un nutriente de levadura. Cualquier dióxido de
metabisulfito / azufre residual no dañará la cerveza, pero actuar como un
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Requisitos de mesa 21 de la dosificación para el tratamiento metabisulfito
Las unidades son sin volumen, aunque si la concentración de cloro libre es de 3 mg / L
(ppm), entonces el correspondiente requisito de metabisulfito de potasio sería 3 / 1.564 x
litros totales a tratar. Un factor de elusión de 20-30% más puede ser utilizado para
asegurar la conclusión.
Constitucion
Por mg de cloro
libre
Por mg
Monocloramina
mg de potasio
metabisulfito requerido
1.564
3.127
mg de metabisulfito de sodio
1,337
2,674
necesario
mg de sodio añadido *0,323
0,646
mg de potasio añadido *
0,550
1.100
mg cloruro añadió
1.0
1.0
mg sulfato añadió
1.35
2.70
mg amoníaco añadido
0
0.51
CaCO
3)
Alcalinidad se neutraliza (ppm como
2.11
1.43
*
Si se utiliza. (Los cálculos cortesía de AJ DELANGE).
Los sistemas de agua que utilizan las cloraminas a veces pueden revertir a
la desinfección con cloro durante los períodos en su suministro de agua tiene bajo
contenido orgánico (típicamente primavera o invierno). Cloro
es más eficazen matar
microorganismos y es menos costosa que la cloramina. El cambio
desinfectante de vez en cuando ayuda a mantener las condiciones sanitarias
en el sistema de distribución. Los usuarios del agua pueden notar más aroma a
cloro del agua cuando se lleva a cabo este cambio.
La eliminación de cloro Degradación-UV
Una tecnología relativamente nueva para la decloración es
luz ultravioleta fotólisis, en el que los fotones de alta energía romper los
enlaces moleculares. luz UV rompe las moléculas de cloro y cloramina en
iones de componentes, produciendo cloruro, amoníaco, y agua.
degradación de cloro se optimiza a 180-200 nanómetros (nm) y las
cloraminas se optimizan a través de 245 a 365 nm longitud de onda. La
dosis típica recomendada en la literatura es de aproximadamente 20X la
dos
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el espectro centrado a 245 nm de longitud de onda para la descomposición
combinado.
UV también tiene el beneficio añadido de matar a 99,99% de las
bacterias y virus a este nivel, y la ruptura completa de carbono orgánico total
(TOC), típicamente moléculas no polares, en especies polares o cargados que
son más susceptibles a la eliminación de intercambio iónico. En otras palabras,
un tratamiento déchloration UV también ayudará a evitar el ensuciamiento de los
procesos aguas abajo, tales como el intercambio iónico y revertir tratamientos
de ósmosis.
El coste de la energía puede ser alto, pero hay beneficios
correspondientes
en menor mantenimiento y
los costos de reemplazo para el intercambio de iones y la membrana
Figura 31-El sistema de la degradación UV a Sierra Nevada Brewing Co.
Esta unidad se coloca antes activado granular
carbono (GAC) de filtración.
La eliminación del carbono orgánico Contaminants-
Activado
carbón activado granular (GAC) es el método más común para
eliminar el cloro y más orgánica
contaminantes,
incluyendo los subproductos de desinfección. GAC difiere de
carbón activado en polvo (PAC) por tamaño de partícula-GAC siendo
típicamente 1.2-1.6mm de diámetro, frente a menos del
diámetro 0,1 mm para PAC. filtración de carbono funciona tomando una fuente de
carbono (típicamente de madera, cáscara de coco, cáscaras de nueces, carbón,
etc.) y “activar” su sustrato por cualquiera de calor (pirólisis) o una combinación de
sustancias químicas (oxidación) y el calor. El proceso de pirólisis forma un alto
contenido de carbono ’Char’. El proceso de oxidación se quema selectivamente
porciones de la matriz de carbono, dejando detrás de un casquillo de carbono puro
que es muy poroso, dándole un área de superficie muy grande. Subsecuente
el tratamiento puede incluir
la impregnación con productos químicos tales como ácido fosfórico, hidróxido de
potasio, cloruro de cinc, etc., para mejorar las propiedades de adsorción para
contaminantes específicos. filtración de carbón activado no es en realidad un
proceso de filtración, pero es
un proceso de adsorción que hace que las moléculas se adhieren a la matriz
de carbono. La gran área de superficie interna adsorbe una variedad de
compuestos orgánicos volátiles del líquido. GAC eliminará muchos productos
químicos que causan offodors y sabor en el agua. GAC también sirve como un
medio de comunicación catalítica que oxida las moléculas complejas, tales
como hipoclorito y cloraminas.
filtración de carbón activado granular (GAC) se utiliza en la mayoría de las
fábricas de cerveza para tratar el suministro de agua entrante. Se elimina el cloro libre
con relativa rapidez y cloraminas de manera relativamente lenta. Cuando se conoce un
suministro de agua para contener las cloraminas que es importante tener tiempo de
permanencia adecuado dentro de los medios de comunicación de carbono. El uso de
grandes filtros o poner varios filtros en paralelo trabajará para aumentar el tiempo de
contacto con los medios de carbono. Aumentando el tiempo de contacto con los
medios de carbono mejora la eliminación de contaminantes y mejora la utilización
general de los medios de comunicación de carbono. Sin embargo, con filtros en
paralelo, cualquier filtro único que se satura y fugas (avance) proporciona una
trayectoria para los contaminantes de eludir el sistema de filtro.
La eliminación o la oxidación de los contaminantes dentro de una
GAC lecho del medio tiende a ocurrir en una zona limitada. Como se reduce la
velocidad de flujo, que se estrecha zona de tratamiento y la utilización de los medios
aumenta GAC. Si el caudal es alto, la zona de tratamiento puede ’smear’ a través de
toda la profundidad de los medios de comunicación GAC, lo que resultará en avance
prematuro de los contaminantes. Baja velocidad a través de los medios de
comunicación es fundamental para mejorar la eliminación de contaminantes y extender
la vida útil del filtro.
El dimensionamiento de unidades de filtro GAC se basa en el volumen interior
de la carcasa de sujeción de filtro de los medios GAC. Cama vacía tiempo de contacto
(EBCT) es el parámetro de diseño principal de los sistemas de carbón activado. EBCT
se calcula dividiendo el volumen total de la vasija de mantenimiento los medios de
comunicación de carbono por la tasa de flujo de líquido. Esta metodología simplifica el
análisis mediante la eliminación de la porosidad de los medios de comunicación de
carbono del análisis. En la industria de elaboración de la cerveza, la EBCT para la
eliminación de cloro debe ser de al menos 2 minutos. La EBCT para la eliminación de
cloramina debe ser de al menos 8 minutos con los medios típicos GAC. Por lo general
se puede reducir a aproximadamente 6 minutos, cuando se utilizan medios de
comunicación especialmente tratadas para la destrucción de cloramina. Una
comparación
para estos EBCT recomendaciones de diseño se pueden hacer con la
industria de la diálisis renal, que tiene requisitos más críticos para la
eliminación de cloramina;
ese
industria
recomienda
un EBCT 10 minutos. su EBCT
recomendación presupone conservadora medios típicos GAC.
GAC medios es evaluado por varios parámetros, cada uno siendo
una medida diferente de la capacidad de los medios para adsorber una
sustancia. El parámetro más básico es el índice de yodo, que es una
medida del contenido de microporos del carbono activado (0-20 Angstrom
(Å), o hasta 2 nm) por adsorción de yodo de la solución. Se define como
miligramos de yodo adsorbido por un gramo de carbono cuando la
concentración de yodo en el filtrado residual es
0,02 N. Se trata de un indicador de útil de capacidad de los medios para adsorber las
sustancias de bajo peso molecular, como los trihalometanos (THM). El índice de yodo
para los medios de carbono utilizado en la fábrica de cerveza debe ser de al menos
850 mg / g para el carbono fresco, y preferiblemente mayor que 1.000 mg / g.
El número melaza es un parámetro útil para medir la
adsorción de peso molecular más alto
sustancias. los
prueba
consiste en medir la
decoloración de una solución diluida estandarizada de melaza como porcentaje en
comparación con un estándar GAC. La prueba de tanino mide la capacidad de los
medios para absorber los taninos y se reporta como la concentración ppm. El número
de dureza es una medida de la resistencia de los medios de comunicación a la atrición,
o movimiento, tales como la expansión del lecho durante el lavado a contracorriente. El
número de dureza depende de la fuente de carbono utilizada para hacer los medios de
comunicación, y debe ser de al menos 70.
sistemas GAC se pueden dimensionar para casi cualquier necesidad, y
unidades de origen son comunes. Los cartuchos GAC 10 pulgadas para filtros debajo
del fregadero contienen típicamente de aproximadamente 30-32 pulgadas cúbicas de
medios de comunicación AC. Usando la guía EBCT anteriormente, la tasa de flujo a
través de este filtro de CA debe limitarse a aproximadamente
0,065 galones / minuto para la eliminación de cloro y aproximadamente 0,016 galones /
minuto para la eliminación de cloraminas. Sin embargo, EBCTs mucho más cortos para
la eliminación de cloro se han demostrado adecuados en la práctica. Una velocidad de
flujo / minuto un galón través de un filtro de CA 10 pulgadas puede proporcionar una
adecuada capacidad de eliminación y de la vida del filtro.
Los problemas más comunes con los filtros GAC son microbiana
la contaminación y avance contaminante debido a la falta de mantenimiento. filtros de
carbono son un hogar perfecto para las bacterias y otros microorganismos después de
que el cloro / cloraminas se ha eliminado. Otros contaminantes orgánicos que son
atrapadas por los filtros pueden proporcionar un suministro de alimentos conveniente.
filtros GAC necesitan regular de vapor o sustancias químicas lavado a contracorriente
para limpiar y refrescar los medios de comunicación, y matar cualquier microorganismo
presente.
Se puede medir fácilmente los niveles de cloro utilizando cualquiera
de varios kits de prueba sencillos vendidos por tiendas de hobby de acuarios
o fabricantes de equipos de análisis de agua (Hach, LaMotte). Tenga en
cuenta que ’cloro libre’ kits de prueba sólo miden ion hipoclorito y no
cloraminas. Si se utilizan las cloraminas en el suministro de agua, se
requiere un kit ’total de cloro’ test. La medición de otros contaminantes, tales
como los trihalometanos, requiere el uso de un cromatógrafo de gases o
espectrofotómetro. Si se detecta cualquier residual, el carbono debe ser
reemplazado. A gran escala botes GAC incluyen puertos de muestreo a
varias profundidades dentro del lecho de carbono para el propósito de medir
el progreso de consumo GAC dentro del bote. Todas las GAC
finalmente necesita ser reemplazado, incluso con un mantenimiento regular.
Extracción de gases disueltos-desaireación
El oxígeno es la pesadilla de los cerveceros y elaboración de la cerveza, con la única
excepción de la utilización por la levadura para la síntesis de esterol. No es de
extrañar que sustituye como el aceite de oliva se han probado en el esfuerzo para
sacarlo de la fábrica de cerveza en su totalidad. métodos de reducción de oxígeno
Numerosos se han probado y muchos están en uso regular para limitar el efecto del
oxígeno en cada etapa del proceso de elaboración de la cerveza. Por desgracia,
incluso 1 ppm en el producto final es un gran problema. niveles aceptables industria
de corriente máxima de oxígeno en la cerveza terminada son siempre menos de 0,05
ppm, por lo general menos de 0,03 ppm, y la meta para muchos cerveceros es inferior
a 0,01 ppm. Generar y mantener dichos niveles en el agua / cerveza durante cualquier
operación de transferencia y envasado requiere muy bajo de oxígeno, para empezar.
¿Cómo llegamos allí?
La desaireación es limitado y / o controlado por la ley de Dalton y tanto
la ley de Henry. la ley de Henry establece que la solubilidad de un gas es
directamente proporcional a la presión parcial del gas por encima del líquido.
dice la ley de Dalton
que la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones
parciales de los gases componentes. Para desairear el agua, las relaciones de las
presiones parciales deben ser desplazados de manera que la presión parcial de
oxígeno es tan pequeño como sea posible. Esto se puede lograr mediante el
aumento de la presión parcial de otro gas componente para compensar que, al
aumentar la presión de vapor del agua, o mediante la reducción de la presión total
del sistema.
Figura columna 32-desaireación en Sierra Nevada Brewing Co.
La tecnología original desaireación al vacío funciona rociando el agua en
una niebla en una cámara parcialmente evacuada. El área de superficie alta de
la niebla permite que el oxígeno y otros gases que se pueden extraer más
fácilmente fuera de la solución en el vacío parcial y se retira. Este método tiene
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alcanza desde 0,07 hasta 0,1 ppm contenido de oxígeno y es adecuada para
calderas.
La tecnología de membrana también se puede utilizar para eliminar el
oxígeno y otros gases. Las membranas son típicamente fibras huecas
conectadas a una cámara de baja presión para extraer los gases medida que se
difunden a través de las membranas. Estos sistemas típicamente pueden
reducir el oxígeno residual a 0,02 ppm, pero tienen algunos inconvenientes. Las
fibras son relativamente caros y difíciles de mantener.
La tecnología actual de elección en la industria cervecera es un sistema de
columna de desaireación, en el que altas columnas empaquetadas con un medio
de comunicación propietaria asegurar el contacto de alta área superficial entre el
agua y el despojo
gas (dióxido de carbono o nitrógeno). El agua se escurre hacia abajo a través de la
columna mientras que el gas de arrastre se eleva a la parte superior. La mayor parte
del gas de arrastre se disuelve en el agua, y el resto (incluyendo oxígeno fregado) se
ventila. sistemas Coldcolumn en la que el agua no se calienta puede alcanzar
típicamente menos de 0,03 ppm de oxígeno residual. Para entonces calentar el agua
por debajo del punto de ebullición usando intercambiadores de calor, este nivel puede
reducirse aún más. Estos sistemas hotcolumn pueden lograr oxígeno residual por
debajo de 0,01 ppm (menos de 10 partes por mil millones). Otras ventajas de los
sistemas de columna son bajo consumo de energía, altas velocidades de flujo, y bajo
mantenimiento. Las unidades pueden ser de un tamaño para entregar 5.000
80.000 litros por hora (40-680 barriles por hora).
Resumen
En este capítulo hemos visto en la mayoría de las tecnologías actualmente prácticas
para la eliminación de sólidos, líquidos y gases procedentes de la fuente de agua
con el fin de prepararlo para su uso en la fábrica de cerveza. Estos procesos se
suelen combinar de alguna manera para que el tratamiento sea más eficaz y
eficiente. Por ejemplo, los cartuchos de filtro de carbono con resina SAC para reducir
la dureza y los metales pesados, intercambio iónico precedente
ósmosis inversa para mejorar la vida de servicio de la membrana, o
decloración UV seguido de GAC para adsorber cualquier residuo. Hay muchas
maneras de combinar estas tecnologías a funcionar mejor para usted. En el
siguiente capítulo, vamos a discutir los requisitos para los diferentes usos del
agua de servicio en la fábrica de cerveza, y el uso del material presentado en
este capítulo será evidente.
9
Proceso de cervecería
aguas
Para muchos fabricantes de cerveza, el licor de elaboración de la cerveza es la única
agua que necesita atención. Sin embargo, hay muchas tareas que desempeña el agua
en la fábrica de cerveza y hay otras razones para tratar el agua. Es importante tener la
capacidad de una forma mínimamente agua de proceso para cada tarea que se
requiere para llevar a cabo. Trabajar mejor, no más, como dicen.
Todo el agua que entra en la fábrica de cerveza debe cumplir alguna norma de
referencia para la calidad del agua de potabilidad. No es realista confiar en el
proveedor de agua para proporcionar agua que es perfectamente adecuado para la
elaboración de la cerveza. Sin embargo, también es realista planificar el uso de licor de
infusión para cada uso del agua fábrica de cerveza. Ya que hemos discutido agua para
la producción de mosto ampliamente en los capítulos anteriores, este capítulo se
centrará en los otros usos de la cervecería; dónde
factores como los costes de formación y químicas escala son más
importantes.
Lo hemos dicho en este libro en otro lugar, pero una de las piezas más
comunes de los consejos de los fabricantes de cerveza pro, grandes y pequeñas, es
del gusto de su agua todos los días. Este paso básico puede alertar a la cerveza a
los cambios en los cambios en agua que pueden afectar el sabor de la cerveza, sino
también los cambios que pueden afectar el agua de proceso cervecería. cervecerías
exitosas como Sierra Nevada Brewing Co., de Chico, California ponen a prueba su
agua en varios puntos del proceso. Ellos olfato y gusto la fuente de agua, huelen y
sabor después de decloración, y después de la filtración GAC. No pase por esta
sencilla prueba se puede ahorrar una gran cantidad de remediación.
Brewing agua
Generalmente, la primera etapa de tratamiento para la infusión de agua
consiste en desglose de cloro / cloraminas, a menudo por filtración el
carbón activado o la adición de metabisulfito. Sin embargo, esto elimina los
restos de desinfectante del agua, y que puede conducir a otros problemas,
sobre todo si hay un restaurante al lado de la fábrica de cerveza. UV
desinfección por delante de un filtro de carbón puede servir a dos propósitos:
1) que sea muy desinfecta el agua y ayuda a prevenir la contaminación
bacteriana del filtro de carbón, y 2) se descompone orgánicos como cloramina
delante del filtro de carbono, la reducción de la carga de adsorción y la
reducción de la riesgo de fuga de contaminantes.
El agua para uso doméstico, tales como cocinar, lavabos, etc., no debe tener el
desinfectante residual eliminado, y este uso del agua debe ser separado de la
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de distribución de agua y el tratamiento en la fábrica de cerveza. El orden del
tratamiento debe ser adaptable a los cambios en las necesidades, pero los cerveceros
deben tener cuidado con la creación de divisiones y las piernas en la corriente de flujo
por delante de las necesidades reales, debido a que estos puntos muertos pueden
proporcionar un refugio para el crecimiento bacteriano.
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económico
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Limpie
z
a y aclarado con agua
La mayoría del agua fábrica de cerveza se utiliza para la limpieza. Una fábrica de
cerveza ultra-moderno puede utilizar solamente 1 barril de agua de limpieza para hacer
1 barril de cerveza, pero mayores, cervecerías menos eficientes puede utilizar 3-8
barriles para la limpieza de por barril de cerveza producida. En la actualidad, un buen
uso total de agua por barril de la producción de cerveza es de aproximadamente 4,5-5
barriles en promedio. este uso
típicamente romper a unos 2-3 barriles de aguas residuales, 1
barril
perdió
a grano agotado, levadura,
evaporación, etc., y 1 barril al producto. la producción cervecera más alta en realidad
ayuda a mejorar el uso del agua debido a las economías de escala. Los más grandes
fábricas de cerveza en los Estados Unidos han establecido un objetivo de uso total de
alrededor de 3,5 barriles por barril de la producción de cerveza. Sin embargo, puede
ser difícil de reducir el uso de al menos de 4,5 barriles por barril de la producción de
cerveza si la fábrica de cerveza está produciendo menos de
10.000 barriles al año.
agua de limpieza debe tener niveles bajos de calcio y la dureza de
magnesio
(<50 ppm totalesdureza
recomendado) para hacer el uso más eficiente de los detergentes y productos
cáusticos. En condiciones de agua dura, una parte de los productos químicos de
limpieza será ligada (esencialmente neutralizado) por el calcio y magnesio en el
agua, por lo que se necesitan más productos químicos para cualquier tarea dada.
El ablandamiento del agua reduce este problema y por lo tanto puede ahorrar
dinero. Además, cuando se utiliza más limpia, se necesita más agua para
enjuagar la basura.
El agua ablandada tanto, es bueno para la limpieza, y se
dejará menos incrustaciones de carbonato de atrás mientras se seca. El agua
ablandada también es bueno para rinsing- pero el problema es que muchos
emulsionantes, dispersantes, y agentes tensioactivos utilizar de sodio o de potasio en
su química. Estos iones son altamente solubles en agua y ayuda en la disolución de
la aspiradora. El aclarado es más difícil con una solución que ya contiene una
concentración relativamente alta del soluto. (Al igual que el burbujeo con mosto es
menos eficaz para la extracción de burbujeo con agua.) Por lo tanto, mientras que el
agua ablandada es generalmente menos efectivos para remover que no ablandada,
todavía hay un ahorro neto en el uso de agua ablandada para el aclarado debido al
uso de productos químicos de limpieza reducida . Incluso ablandamiento parcial del
agua moderadamente dura todavía puede reducir el uso cáustica significativamente.
Una fábrica de cerveza con 75 ppm de dureza total fue capaz de reducir su uso
cáustica clorado en un 50% después de instalar un ablandador. El ablandamiento del
agua de limpieza se amortiza rápidamente en costos de productos químicos
almacenados y ahorro de trabajo, incluso en una pequeña fábrica de cerveza.
Notas de limpie
z
a y enjuague de agua
Limpieza y enjuague suele ser el más grande del uso del agua
en la fábrica de cerveza: 3-8 volúmenes por volumen (v / v) de cerveza.
Se recomienda agua ablandada para la limpieza y el enjuague (<50 ppm
de dureza es el mejor).
El agua ablandada puede reducir coste de limpieza química y su uso.
silicatos
Un problema que puede ser un gran dolor de cabeza para los cerveceros es
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el intervalo de 1-100 ppm, pero no lo hace
responder a la mayoría de los tratamientos suavizantes /
dealkalizing. La sílice puede polimerizar a la sílice coloidal insoluble o
gel de sílice. Sílice se vuelve más soluble al aumentar el pH,
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3-2.
Desafortunadamente silicato de magnesio se hace menos soluble a
pH más alto (> 8,5) y es muy difícil de eliminar sin acción mecánica.
Si el agua se ablanda, y un blanco formas de turbidez en las
superficies del tanque tras el secado, puede ser de sodio o silicato de
potasio.
Estas sales son menos solubles en soluciones ácidas, y se pueden limpiar
mejor por cáustica seguido de un enjuague con agua de gran pureza.
El agua que es alta en sílice (> 25 ppm) no debe utilizarse para agua de
alimentación de caldera debido al alto potencial para el escalado.
licor refrigerado
El agua utilizada para la refrigeración en los intercambiadores de calor y fermentadores
se refiere a menudo como licor frío. Puede ser agua de producto de infusión que está
siendo calentado para el siguiente lote, o se puede parte de un sistema de circuito
cerrado que utiliza propilenglicol. Es una práctica común utilizar el licor de infusión
como el licor enfriado en el intercambiador de calor para enfriamiento del mosto y de
ese modo calentar para el siguiente lote. Esto puede ser un gran ahorro en los costos
de energía. Si el agua del grifo no es lo suficientemente fría como para tomar el mosto
temperatura al cabeceo
temperatura, una segunda etapa de enfriamiento puede ser necesario el uso de glicol.
Figura 34-El intercambiador de calor principal en New Belgium Brewing Co., Fort
Collins, CO.
El lado frío del intercambiador no es tan susceptible a incrustaciones de
carbonato debido a adiciones de sal más calcio se hacen típicamente más
tarde en el puré o hervidor de agua. Además, el agua todavía contiene dióxido
de carbono disuelto; así carbonatos disueltos son más estables. Esta agua de
infusión es típicamente filtra y sin cloro, pero no se trata de otra manera.
Fermentadores y tanques brillantes tienen típicamente chaquetas de glicol para
enfriar debido a que estos proporcionan un mejor control sobre la temperatura que los
métodos puros de refrigeración por agua. soluciones de propilenglicol tienen menores
puntos de congelación que el agua y por lo tanto son menos propensos a congelar en
las líneas y apagar el sistema de refrigeración. fabricantes de glicol recomiendan que el
agua destilada se utiliza para crear la solución, pero no es una práctica común entre los
fabricantes de cerveza para hacerlo. La mayoría de las fábricas de cerveza sólo tiene
que utilizar agua de la ciudad para la dilución, aunque no se recomiendan fuentes de
agua con alta dureza. fabricantes de sistemas de enfriamiento Glycol recomiendan que
el contenido de glicol de propileno sea de al menos 30% (en volumen) de modo que el
punto de congelación es de 20-25 ° F
(11-13 ° C) por debajo del ajuste del termostato más bajo en uso en la fábrica de
cerveza-este es el margen típico para evitar la congelación del refrigerante en el
sistema. Ver la barra lateral propilenglicol para más información.
Se necesitan desinfectantes residuales y biocidas en sistemas de
enfriamiento al aire libre, tales como torres de refrigeración, para evitar el
crecimiento de microorganismos. También se recomiendan biocidas para
sistemas de glicol de bucle cerrado porque glicol puede ser una fuente de
alimento para algunas bacterias. El ácido peracético (CH3CO3H) es una elección
común biocida porque es eficaz a temperaturas muy frías. Sin embargo, es un
oxidante fuerte, es altamente corrosivo y puede ser peligroso cuando se inhala.
Se debe tener cuidado al manipular y usando ácido peracético.
Notas refrigerados Licor
licor Brewing se utiliza a menudo en intercambiadores de calor primeros
etapa de eliminar y recuperar el contenido de calor del mosto hervido,
efectivamente pre-calentar el licor de infusión para el siguiente lote. Un
segundo intercambiador de calor de glicol enfriado etapa se utiliza a
menudo para enfriar más el mosto a lanzar temperatura.
se añadió propileno glicol para disminuir el punto de congelación del agua.
Treinta a 35% (en volumen) es la concentración de glicol típico usado en los
sistemas de enfriamiento de glicol. Baja dureza y el hierro contenido para los
sistemas de glicol es deseable, pero no es necesario.
Se recomiendan los desinfectantes residuales o biocidas para sistemas de
glicol.
Propiedades de glicol de propileno
Propilenglicoles en general la FDA
Reconocida como lista segura y al mismo tiempo se hace todo lo posible
para no contaminar la cerveza con él, es seguro para ingerir en caso de
una fuga. Es muy eficaz en la reducción del punto de congelación del agua,
sino que también reduce el calor específico, es decir, la potencia de
enfriamiento de la solución. Por lo tanto,
el glicol de propileno
concentración debe ser sólo lo suficientemente alto como para evitar la
congelación en el (más factor de seguridad) sistema destinado mínimo
temperatura de funcionamiento. Su concentración se puede medir fácilmente
con una elaboración de la cerveza
refractómetro o hidrómetro. Es bastante caro, por lo que debe
hacerse todo lo posible para evitar fugas en el sistema.
Propiedades de la solución de glicol de propileno
Volumen
%
Punto de
congelación
° F (° C)
Refractómetro de
lectura (Brix) @ 68 °
F (20 ° C)
Gravedad
específica *
@ 70 ° F
BTU Calor
específico / (lb-
° F)
@ 70 ° F
10
26 (-3,3)
8.5
1.006
0,986
20
18 (-7,8)
dieciséis
1.015
0,968
30
8 (-13,3)
22.5
1,024
0,939
32
6.6 (-
14.1)
24
1,025
0,932
34
3.9 (-
15.6)
25.5
1.026
0,924
36
0.8 (-
17.3)
26.5
1.028
0,917
38
-2.4 (-
19.1)
28
1.030
0,908
40
-
6 (-21,1)
29
1,031
0,900
*
Generalmente no se recomienda Peso específico porque aumenta la densidad, y luego disminuye con el
aumento de porcentaje de glicol en solución (> 60%). soluciones de glicol no siguen la misma relación para la
refracción frente a la gravedad como el azúcar
soluciones hacen. Misma utilización de instrumento diferente.
Caldera y alimentación de la caldera
El vapor se utiliza comúnmente para el calentamiento de la cuba de puré y hervidor
de agua, y para desinfectar intercambiadores de calor. Sistemas de calderas de
vapor y requieren agua con bajo contenido de sólidos disueltos totales (TDS) debido
a que los sólidos se acumulan como escala que puede aislar y enchufe el sistema.
agua de la caldera se refiere al agua en el depósito de la caldera, donde los sólidos
se acumulan. El agua de alimentación es el agua de relleno que se añade a la
caldera de vapor que se pierde en el sistema con el tiempo. TDS a través de la
conductividad del agua es la mejor manera de controlar la calidad del agua de la
caldera. agua de la caldera que exceda la pauta general de la industria de 1000 ppm
TDS se retira de la caldera durante la purga / mantenimiento. El bajo contenido de
sílice es un criterio especialmente importante debido a que forma una escala muy
tenaz a mayor concentración.
La figura 35-la caldera a Hereje Brewing Co., Fairfield, CA.
la composición del agua de la caldera adecuada puede prolongar la vida útil de
un sistema de vapor de manera significativa. ambiente interno de la caldera puede ser
altamente corrosivo,para que el agua
composición y el tratamiento son muy importantes. Siempre que el agua se
pierde desde el sistema, ya sea por fugas o durante el proceso de purga
normal, para eliminar los sólidos acumulados, se debe añadir más agua. El
agua de alimentación debe
ser baja en TDS (baja dureza y carbonatos), y tienen niveles muy bajos de oxígeno y
dióxido de carbono. RO o el agua destilada se utiliza comúnmente para hacer agua
de alimentación de calderas. Condensado de la caldera también puede ser utilizada
como agua de alimentación si es lo suficientemente puro.
Los minerales en agua de la caldera son responsables de la escala, y
los gases disueltos en el agua hará que la corrosión de los componentes de las
tuberías de vapor y calderas. Carbonatos en el agua se descompondrán en
dióxido de carbono a alta temperatura y presión, de acuerdo con la reacción:
Ca (HCO
3) 2 (
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a) → CaCO
3 (
ppt
) + CO
2 (
g
) + H
2
O
Se disuelve el dióxido de carbono en el vapor y condensado para formar
ácido carbónico. Aunque el ácido carbónico es débil, es lo suficientemente fuerte en
el entorno condensado dejar caer el pH por debajo de 5. causas ácido carbónico
picaduras en aceros mediante la formación de bicarbonato ferroso, que es bastante
soluble. Una vez que se ha formado un pozo, es el lugar más probable para una
mayor corrosión a ocurrir y que es una fuente de hierro libre para difundir la
corrosión en todo el sistema de vapor.
la corrosión de oxígeno se produce de una manera similar,
la formación de hidróxido férrico y causando pits. La combinación de
oxígeno y dióxido de carbono parece aumentar la corrosión hasta un 40%
más que cualquiera gas haría solo. Superior pH de agua / condensado (>
7) disminuye la velocidad de corrosión algo.
Los iones cloruro son corrosivos para todos los aceros, pero el cloro
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Inspectores de Calderas y la presión del recipiente (NBBI) recomienda que el
agua de la caldera debe mantenerse a 11 pH, y que el condensado debe
mantenerse entre 7.5 hasta 8.5 pH para evitar mejor los problemas de
corrosión.
aditivos recomendados son cáustica para el control de pH, fosfatos para el
control de escala, y bisulfito de sodio para el control de oxígeno. Otro tratamiento
común es la adición de aminas de rodaje (por ejemplo, octadecilamina). Estos
aminoácidos de cadena larga se añaden al agua de la caldera. Cuando se
calienta, se evaporan y recubrir las superficies del sistema de vapor con un
revestimiento a prueba de agua, la protección del acero de la corrosión. Los
requisitos son muy específicos de la caldera en función de las variables de
tamaño, presión, y del sistema. cervecerías debe
en contacto con un especialista en la caldera para obtener información más detallada.
fragilización cáustica es otro problema potencial para calderas y se
produce cuando la concentración local de sosa cáustica (es decir, hidróxido)
es mayor que el diez por ciento, como en las grietas de remaches o
accesorios. Este tipo de fragilización es muy similar al agrietamiento por
tensión de corrosión, donde las grietas se propagan debido
a relativamente baja
combinaciones de estrés y un agente corrosivo. metabisulfito de sodio
y aditivos de fosfato pueden usarse para mitigar la fragilización
cáustica.
Los problemas causados por el tratamiento deficiente del agua
de la caldera
La ampliación y la acumulación de sólidos disminuye la eficiencia.
El exceso de los gases, carbonatos y sosa cáustica pueden causar corrosión.
El pH de agua de la caldera debe mantenerse a 11 para minimizar el riesgo
de corrosión.
Requisitos caldera de agua
agua de la caldera debe hacerse a partir ablandada y
agua desalcalinizado, o de RO o agua destilada. Sugerido límites
superiores para el agua de la caldera de Brewer práctica del MBAA
(3ª ed.):
3.500 ppm TDS
1000 ppm de dureza 700
ppm de alcalinidad
300 ppm de sólidos suspendidos 125
ppm de sílice
Aditivos caldera de agua
Los agentes quelantes (es decir, EDTA) para los fosfatos de eliminación
de calcio para eliminadores de oxígeno de eliminación de calcio (es decir,
bisulfito de sodio) aminas de rodaje para prevenir la corrosión
acondicionadores de lodos a precipitar carbonatos a ser eliminados
por la purga
Requisitos de alimentación de la caldera
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cloruro de Low (Cl-) se requiere (menos de 50 ppm) de desaireación
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ppb
).
Concentración de sílice debe ser muy baja (25 ppm max).
Consultores a menudo se utilizan para configurar y comprobar el agua de la
caldera.
embalaje
El agua ablandada se utiliza en muchos lugares en operaciones de envasado. se
prefiere el agua ablandada ya que enjuaga de forma limpia y deja poco residuo.
Para la limpieza general en torno a una línea de embotellado, agua ablandada
con una desinfección chlorineresidual es adecuada. Cervecerías con agua
naturalmente suave a menudo utilizan el agua como está. Prácticas para la
botella de lavado varían; a veces el agua de enjuague se ablanda solamente, y a
veces se filtra-GAC con la adición de un no-enjuague desinfectante tal como
dióxido de cloro u ozono. La misma agua se puede utilizar para fobbing la
cerveza (es decir, a la tapa en la espuma), aunque algunos cerveceros prefieren
RO y / o agua desaireada para este contacto final para minimizar el potencial de
absorción de oxígeno durante el envasado.
Figura 36-Una de las líneas de embotellado en Sierra Nevada Brewing Co., Chico, CA.
Escalamiento y la corrosión son consideraciones principales para una línea
pasteurizador. El agua utilizada en los pasteurizadores se ablanda y con frecuencia
incluye inhibidores de la corrosión similares a los tratamientos de agua / de agua de
alimentación de caldera.
El lavado y embalaje operaciones de barrilete puede ser una
poco diferente de embotellado. Barriletes tienen una mayor posibilidad de hacerse con
incrustaciones de carbonato y beerstone, por lo que se suavizó o incluso el uso de
agua desalinizada es más común. barriles de acero inoxidable pueden ser
desinfectados vapor, pero sin aclarado desinfectantes son comunes también.
Embalaje Notas de agua
El agua ablandada
Se recomienda un mínimo
tratamiento para la limpieza general.
GAC o filtración RO se recomienda para el lavado y engaños acerca del
agua.
agua desaireada ofrece una mejor protección para reducir la absorción de
oxígeno durante el envasado.
empujar Producto
Una gran cantidad de cerveza se puede perder en la tubería de transferencia,
mangueras o WIP (mosto en curso). El uso de agua para empujar el producto a través
de líneas largas puede proporcionar un ahorro significativo en una gran fábrica de
cerveza. Con buen flujo o control de volumen, muy poco mosto se desperdicia cuando
se transfiere al fermentador mosto o al empujar cerveza terminada a un tanque brillante
o la línea de embotellado.
Se requiere, agua sin cloro estéril para empujar la hierba. La desaireación no es
necesaria para la transferencia del mosto, porque la levadura consumirá cualquier
cantidad de oxígeno añadido durante la fermentación. agua desaireada es muy
recomendable para empujar la cerveza sin embargo, y lo ideal, esto sería la misma
agua utilizada para la dilución posterior a la fermentación. Sin embargo, ya que la
interfaz entre la cerveza y el agua es pequeño y el tiempo de contacto es corto,
muchos cerveceros simplemente detener la transferencia de la hierba un poco
temprano y tener en cuenta la pequeña cantidad de producto perdida para ser
insignificante para la ganancia total.
Empujar Notas del producto Agua
Estéril, agua sin cloro es mejor para empujar la hierba. Estéril, agua
desaireada (<15 ppb) es mejor para empujar cerveza.
Sin embargo, con control de volumen de flujo preciso /, requisitos menos
rigurosos son aceptables debido a que el pequeño volumen de interfaz
de mosto / cerveza puede ser desechada.
El agua de dilución
Es una práctica común para elaborar cerveza a un par de puntos más altos
que el peso objetivo y diluir un poco al final de ebullición, para dar en el blanco. En
algunos casos, los fabricantes de cerveza hierven a 30% o más por encima de la
gravedad de destino, que se conoce como highgravity y elaboración de la cerveza
ultra-highgravity. Esta práctica garantiza una gravedad de partida consistente, que es
esencial para la creación de un producto consistente. Es importante que esta agua de
dilución prefermentación tienen la misma o mayor contenido de calcio que el licor de
infusión a promover la precipitación de oxalato de calcio antes de que llegue a los
envases. mayor contenido de calcio promueve la precipitación de oxalato de calcio
más temprano en el proceso de elaboración de la cerveza. Generalmente, la
concentración de calcio en el agua de infusión debe ser de al menos tres veces la
concentración de oxalato que aparece en el análisis de malta. Si el oxalato de calcio
precipita en la botella, puede causar que brota, donde toda la botella se vuelve a
formar espuma durante la apertura. En el envejecimiento y los tanques brillantes de
oxalato de calcio (piedra de cerveza) hace que la mano de obra y los gastos
adicionales en los ciclos de limpieza.
Hay dos métodos de elaboración de la cerveza de alta gravedad: la primera
diluye el mosto antes de la fermentación, y la segunda diluye el cerveza después de
la fermentación. Pre-fermentación
dilución es la más utilizada para las cervezas de baja gravedad cuando la
capacidad de fermentación excede la capacidad de ebullición. Es más simple que
la dilución posterior a la fermentación, ya no es necesaria la desaireación. agua
prefermentación debe ser esterilizado, y los métodos más comunes son la
filtración estéril, la esterilización UV y esterilización por calor.
Eso está fuertemente
recomienda que este porcentaje de dilución no exceda del 30%.
agua de dilución Post-fermentación tiene los requerimientos más estrictos de
cualquier agua utilizada en la fábrica de cerveza. Debe ser estéril, al igual que el
agua prefermentativa, sino que también se debe purgar a prevenir el
endurecimiento de la cerveza. Diferentes métodos de desaireación tienen diferentes
capacidades- hervir el agua a la presión atmosférica normal sólo reduce el nivel de
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embalaje puede haber sido aceptable hace 50 años, pero no es aceptable en la
actualidad.
La corriente
guía de la industria para el máximo
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de cerveza es de menos de 10 ppb. Si el
producto es carbonatada, a continuación, el agua de dilución debe ser carbonatada
también. Afortunadamente, desaireadores-columna caliente utilizan dióxido de
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posterior a la fermentación se realiza generalmente en la forma de la línea de
embotellado y puede resultar en grandes ahorros en equipos de almacenamiento y
los costes de refrigeración. Es muy importante que el agua post-fermentación tiene
una concentración de calcio más bajo que el de la cerveza con el fin de evitar la
precipitación de oxalato y brota en la botella. El nivel de calcio en la cerveza puede
ser un tercio del nivel de calcio original en el agua de infusión, lo que es importante
para asegurarse de que el margen para evitar la precipitación.
consideraciones agua de dilución
El contenido de calcio debe ser ajustado como sea necesario para evitar la
precipitación de oxalato en el paquete. Es necesario esterilizar.
filtración de carbono para eliminar todos los olores orgánicos y cloro
residual es común. El menos oxígeno disuelto, mejor.
El agua de dilución puede ser carbonatada si la dilución inline en embalaje.
Resumen
En este capítulo se pretende dar una visión general de las formas adicionales de
agua se utiliza en una fábrica de cerveza. Hay muchas maneras de diseñar la
calidad del agua en las operaciones de la cervecería. A menudo, las
consideraciones logísticas y monetarias son grandes factores en el diseño de
sistemas de tratamiento de agua. La idea es establecer procesos de tratamiento
en una progresión natural para que el agua de calidad adecuada está disponible
cuando sea necesario, con el coste más económico, y el agua de alta calidad no
se pierde en los que no es necesaria. Eso sería dinero por el desagüe.
“Usar el agua tanto como sea necesario, pero ni una gota más”.
-
Proverbio de cerveza
10
Tratamiento de aguas residuales
de la fábrica de cerve
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Es el fin de la jornada en la fábrica de cerveza: se hace el mosto, la cerveza está
fermentando, otra cerveza ha sido empaquetado, y todo el equipo ha sido regado o
limpiado. Las aguas residuales se ha ido por el desagüe. El trabajo está hecho. ¿O
es eso? Aguas residuales apenas va por el desagüe, ¿verdad? El exceso de mosto
de cereales agotados? Por el desagüe. Las aguas residuales de las operaciones
CIP? Por el desagüe. La ciudad va a cuidar de él, ¿verdad?
Para muchos cerveceros pequeños, este es realmente el caso. El sistema de
tratamiento de alcantarillado / agua de la ciudad puede manejar 100-500 galones de
agua o mosto a la vez sin muchos problemas. Sino como una fábrica de cerveza se
hace más grande (el tema del tamaño depende de la planta de la ciudad o el
tratamiento),la fábrica de cerveza puede ser
responsables de las tarifas más altas para han tratado a sus aguas residuales,
o puede tener para el tratamiento de las aguas residuales antes de descargarlas en sí.
Este capítulo pretende ser una introducción al tratamiento de
aguas residuales cervecería. No se pretende que sea totalmente
completa o recomendar un mejor enfoque. No hay una respuesta
única a la hora de elegir entre las aguas residuales
tratamientoOpciones.
Determinar el mejor enfoque requerirá una revisión exhaustiva de
todos
nivel local, estatal y / o nacional
requisitos, la asequibilidad de las opciones, y consulta con las personas con
más conocimientos que los autores de este libro. El propósito de este capítulo
es el de educar sobre lo que las aguas residuales es, ¿por qué tiene que ser
tratada, y cómo se puede tratar.
Lo que es de aguas residuales?
Cualquier cantidad de agua que se vea afectada la calidad de uso humano o de
utilización de aguas residuales se llama. Calidad en esta definición se refiere a la
calidad del agua potable. Las aguas residuales pueden contener sólidos suspendidos,
sólidos disueltos, y / o líquidos disueltos y gases. Elaboración de la cerveza puede ser
una muy
actividad desperdicio: el uso típico de agua es de 5-8 volúmenes de agua por volumen
de cerveza producida y alrededor de 3 libras de grano gastado saturada por galón de
cerveza. residuos adicional, en su mayoría proteínas y lúpulo usados, se producen
como trub en la bañera de hidromasaje y fermentadores. Algunos de estos residuos
pueden ser recogidos y eliminados como residuos sólidos, pero muchos de ellos se
abre paso a los desagües. La mayoría de las aguas residuales fábrica de cerveza
proviene de las operaciones de limpieza, y contendrá limpiadores cáusticos,
desinfectantes, ácidos, y residuos de elaboración de la cerveza. La fuerza de estos
efluentes se puede medir de varias maneras,
pero
dos de
la mayor parte
comunes son
demanda biológica / bioquímica de oxígeno (BOD) y la demanda química de
oxígeno (COD). La prueba de DBO mide la cantidad de compuestos orgánicos
biodegradables en agua mediante la medición de la cantidad de oxígeno
consumido por las bacterias en una incubadora durante un período de cinco
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tanto orgánicos biodegradables y no biodegradables mediante la medición de la
cantidad de un oxidante fuerte (dicromato típicamente de potasio) que
reacciona con la muestra. La prueba de DQO sobreestima la cantidad de
contaminante orgánico
en el agua en comparación con la prueba de DBO, pero su velocidad y consistencia
hacen que sea valiosa en la planificación de las necesidades de tratamiento de
agua. Otros métodos comunes para la determinación de contenido orgánico del
agua son de color (por taninos y materia húmica), extracción con disolvente, y el
carbono orgánico total (TOC). La prueba de TOC es un procedimiento de
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alcalinidad en el agua (aunque alcalinidad típicamente se resta). La medida más
relevante para los residuos cervecería es DBO, y probablemente puede ser la única
medida que realmente utiliza. Las otras definiciones se incluyen para su información,
por si acaso.
Se trata principalmente de los compuestos orgánicos en las aguas residuales
que necesitan ser tratados, y por el tratado, que significa eliminado. Los compuestos
orgánicos en las aguas residuales de fábricas de cerveza no son típicamente
contaminantes químicos, como los aceites o disolventes, sino que las proteínas y los
hidratos de carbono que proporcionan alimento para las bacterias y mohos. Si se
descargan sin tratamiento en ríos o arroyos, esta
efluente
proporciona
suficiente
nutrición
para
microorganismos para la tira de todo el oxígeno disponible de un ecosistema,
matando eficazmente.
¿Por qué tratamos de aguas residuales?
residuos de cervecería es un problema particular para una planta de tratamiento de
residuos de la ciudad debido a su fuerza. aguas residuales cervecería típica puede
contener sólidos suspendidos en el rango de 400-800 ppm, y BOD de 2.000-3.500
ppm. La temperatura de las aguas residuales puede exceder de 140 ° F. El pH de la
descarga puede exceder fácilmente de los límites de pH 5-11 debido a los cáusticos de
limpieza y enjuague de ácido. La carga de la levadura puede potencialmente fuera de
competencia a las bacterias de digestión de la planta de tratamiento. Los
desinfectantes residuales también pueden dañar o matar a las bacterias de digestión y
apagar la operación de tratamiento.
La descarga de una fábrica de cerveza variará dependiendo de la actividad de
elaboración particular en el momento, es decir, el vaciado de la cuba de puré, la
limpieza de la fermentador, o lavado hacia abajo equipo. residuos Brewery puede ser
más eficazmente manejado por primera desviándolo a un tanque de retención en el
que se puede diluir con otras aguas residuales y, a continuación alimentado a una
velocidad más uniforme a la alcantarilla durante un período prolongado de tiempo. Por
tanto, un tanque de ecualización es el primer paso de cualquier sistema de gestión de
residuos.
Los requisitos nacionales para la descarga de aguas residuales a las aguas
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a través de Contaminantes Nacional de Altas del Sistema de Eliminación (NPDES) de
1972 impone estos límites. Cualquier aguas residuales que supera estos límites debe
ser tratado (es decir, contaminantes eliminados por una planta de tratamiento de
residuos) antes de la descarga de nuevo al medio ambiente.
Requisitos Tabla 23-NPDES para la descarga en superficie Fuentes de Aguas
Residuales de parámetros
Límite
pH
6-9 pH
Temperatura
100 ° F (38 ° C)
BOD
30 ppm
TSS
30 ppm
TDS
(Varía)
Fósforo
(Varía)
Amoníaco
(Varía)
Los requisitos de descarga de la fábrica de cerveza a la planta de tratamiento
de alcantarillado y residuos locales varían con la ubicación, debido a las leyes ya las
necesidades locales. Típicamente, la
requisitos de alcantarillado son mucho menos restrictivos que los requisitos
medioambientales para la DBO y los sólidos suspendidos totales (SST). requisitos de
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Tabla 24-típicos Parámetros límites de descarga de residuos de Estados
Unidos de alcantarilla
Límite
Fluir
<25.000 galones por día *
Temperatura
140 ° F (60 ° C)
pH
5-11
BOD
250 mg / L
TSS
250 mg / L
Grasas, aceites, grasas
100 mg / L
*
Las velocidades de flujo mayor de 25.000 galones por día son considerados como usuarios industriales
significativas, con costes adicionales y los requisitos más altos.
La carga que la planta de tratamiento ve en cualquier momento dado es una
combinación del volumen de las aguas residuales y su fuerza. Un gran volumen de
residuos de baja resistencia se puede manejar con relativa facilidad, y de hecho esta
condición podría considerarse típica para el procesamiento de todos los días. Un
pequeño volumen de residuos de alta resistencia puede ser diluido por otras corrientes
de desechos antes o inmediatamente después de entrar en el
la planta y se puede acomodar sin demasiados problemas. Sin embargo, un gran
volumen de residuos de alta resistencia (ej. Elevada DBO) puede ser un verdadero
problema. Además, cualquier instalación que descarga más de 25.000 galones por
día se considera que es un usuario industrial significativo por la EPA de EE.UU., y
está sujeta a tasas más altas y requisitos más restrictivos. Suponiendo un agua
residual bastante típico de la cerveza relación de 4: 1 para fábricas de cerveza de
tamaño medio, lo que equivaldría a una producción anual de unos 75.000 barriles al
año.
¿Cómo se trata de aguas residuales?
La Figura 37-Diagrama esquemático de básicos Tratamiento de Aguas Residuales Pasos. El
primer paso se suspende la eliminación de sólidos, a continuación, la filtración de partículas finas,
ecualización pH, y el tratamiento a continuación real de la BOD en el agua residual por aeróbico o
digestión anaeróbica.
El orden de las operaciones de tratamiento de aguas residuales es casi la
misma, ya sea que se lleva a cabo en una cervecería, fábrica o planta de tratamiento
municipal. En primer lugar los sólidos suspendidos se eliminan mediante pantallas o
sedimentación. Estos pueden ser cualquier cosa de madera, juguetes, zapatos, o
animales muertos, restos de comida y de las partículas que son demasiado grandes
para posteriores etapas de tratamiento para manejar el proceso. La etapa de
selección es por lo general sólo es capaz de eliminar las piezas grandes, sin
embargo. El siguiente paso es eliminar cualquier sólido suspendido restantes que han
pasado a través de cribado o filtración (es decir, multas), y los sólidos disueltos.
Típicamente, los finos y sólidos disueltos deben hacerse reaccionar o consumidos
para sacarlos de la corriente de residuos. Esto es particularmente cierto en los
residuos cervecería donde la densidad de las multas es casi el mismo que el agua,
haciendo de sedimentación un proceso que consume tiempo. Los sólidos disueltos
están en solución y en general no pueden eliminarse por filtración, aunque la filtración
por carbón activado puede ser útil para algunos contaminantes. El pH de las aguas
residuales se ajusta habitualmente antes de proceder a
ningún etapas de procesamiento químicas y biológicas y / o, de modo que esos
procesos se pueden ejecutar de forma más consistente y eficaz. Después de que
los sólidos disueltos se han eliminado, o reducido y se concentró,
el lodo (residuo) es
recogido y enviado a un vertedero o cedidos. Parcialmente agua purificada es
típicamente recuperado en uno o más puntos durante el procesamiento y puede
ser purificado adicionalmente por una variedad de métodos, incluida la ósmosis
inversa. Cada uno de estos pasos principales del proceso se revisarán en
detalle más adelante.
La eliminación de sólidos suspendidos
aguas residuales Brewery por lo general contiene un alto volumen de sólidos en
suspensión que no deberían estar en la corriente de aguas residuales. Estos sólidos
pueden incluir granos gastados, pasaron lúpulo, pasaron de levadura, proteínas,
taninos, rotos de vidrio y de la botella caps. Las aberturas en las pantallas de filtración
en plantas de tratamiento de agua municipal tienden a ser espaciado de
aproximadamente 6 mm o el diámetro (0,25 pulgadas). Sin embargo, las pantallas de
cervecería necesitan ser más fino, y son típicamente menos de separación de 2 mm o
el diámetro (0,08 pulgadas). La corriente de residuos se tamiza y se continúa con el
siguiente paso, típicamente una explotación o
depósito de compensación donde se ajusta el pH y la velocidad de flujo se
regula al siguiente proceso (es).
Las pantallas para la eliminación de sólidos en suspensión pueden ser o bien
estática o giratoria, pero ambos necesitan un método para eliminar los sólidos
atrapados y la limpieza de las aberturas para mantener el flujo. pantallas estáticas
suelen tener algún tipo de rastrillo, raspador, o un limpiador para mantener la pantalla
limpia. pantallas rotativas rotan constantemente para volcar los sólidos recogidos y
continuamente presentar una superficie limpia para el flujo de residuos.
Los sólidos recuperados de las pantallas se pueden utilizar en el compostaje
o mantillo para jardines al aire libre, o enviados a un vertedero, dependiendo de su
composición.
Figura 38-La pantalla de Rotary en uso en Sierra Nevada Brewing Co.,
Chico, CA.
Ajuste de pH / Ecuali
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El siguiente paso después de la revisión es normalmente el tanque de ecualización. Un
depósito de compensación sirve para dos propósitos: actúa como un depósito para
acumular y distribuir las aguas residuales a una velocidad controlada, y es típicamente
donde se ajusta el pH de las aguas residuales para adaptarse a procesos posteriores
como la digestión. La primera función es probablemente obvio para la mayoría
cerveceros, ya que es similar en propósito de babosas un Lautering Subvención de
flujo se detuvo y se dosifica fuera del tanque a una velocidad más uniforme de flujo.
El ajuste del pH es comprensible, así, dadas las diferencias de pH entre baldeo ácido
y soluciones cáusticas de limpieza CIP. Algunas fábricas de cerveza han
automatizado sistemas de dispensación cáusticos ácido y para controlar el pH del
tanque, mientras que otros tendrán un único agente para sistemas de dosificación. Si
el depósito es lo suficientemente grande, las babosas de flujo de ácido o cáustico
cargados pueden ser moderados y sin intervención. El punto es que el pH del
efluente necesita ser controlado a una gama de modo que no interrumpe los
procesos aguas abajo. Si el efluente de una pequeña cervecería simplemente está
siendo sewered a una planta de tratamiento local, entonces cualquier pH entre 5 y 11
es probablemente aceptable. Si el volumen de aguas residuales es mucho más
grande, o requiere un tratamiento adicional en la casa, a continuación, un intervalo de
pH de 6-9 es mejor. Si los residuos va a ser digerida, como veremos a continuación,
a continuación, puede ser necesario un control aún más.
Un flujo constante de residuos consistentes resistencia es más fácil de manejar
para todos.
La filtración de multas
Muchos de los sólidos en suspensión en corrientes de aguas residuales de la
cervecería son muy fino, a menudo menos de 1 mm de diámetro (0,04 pulgadas).
Estos finos pueden ser hidratos de carbono, proteínas, sílice de la filtración de
cerveza, o la levadura. Mientras que los compuestos orgánicos pueden ser
digeridos por otro procesamiento aguas abajo, es útil para extraer agua purificada
de la corriente y reducir el volumen de aguas residuales que necesita ser tratada.
La sedimentación es generalmente el método preferido para la separación de
sólidos en suspensión en la mayoría de otras industrias, pero sólidos cervecería son
más problemáticas. La densidad de las partículas de grano, lúpulo y turbio es casi el
mismo que el agua, por lo que los sólidos no sedimentan serían necesarios muy
rápidamente-grandes balsas de decantación para dar el material tiempo suficiente
para caerse. Coagulantes y floculantes pueden ser utilizados, pero estos productos
químicos a menudo puede ser costoso. Estos tipos de partículas a menudo se
pueden resolver a la inversa, por flotación por aire disuelto, pero de nuevo, los
residuos cervecería tiende a ser problemática. El alto volumen de multas, alta de
oxígeno disuelto, y trazas de levadura gastado puede crear un rampante
fermentación en la cámara de separación, y un producto de desecho desordenado!
Afortunadamente, hay otras tecnologías disponibles para concentrar
estas multas, y uno de los más populares es la microfiltración
utilizando
membrana
tecnología.
La microfiltración utiliza una membrana microporosa para filtrar el agua purificada a
partir de las aguas residuales. La microfiltración se usa a menudo en biorreactores
de membrana (MBR) en los sistemas de digestión aeróbica, y esto se discute más
adelante en la sección siguiente.
La microfiltración es generalmente capaz de filtrar levaduras y bacterias, y
este tipo de filtro se utiliza comúnmente para el procesamiento de agua embotellada
para eliminar los microorganismos. Las células de levadura son típicamente 0,005 a
0,010 mm (0,0002 hasta 0,0004 pulgadas), y bacterias pueden ser 10 veces más
pequeño. El rango de tamaño de poro disponible para membranas de microfiltración
es 0,110 micrómetros (es decir, la misma gama de bacterias como típicos y la
levadura). Las membranas pueden ser fibras huecas, láminas planas, tubos o
cartuchos en espiral. En el procesamiento continuo, es útil tener las membranas
dispuestas en bastidores o geometría similar para facilitar el mantenimiento.
Durante la filtración, una diferencia de presión se aplica a menudo a
través de la membrana, típicamente de succión, para extraer agua filtrado lejos
del efluente. La diferencia entre la presión en el lado de alimentación de la
membrana y el lado del filtrado de la membrana se llama la presión
transmembrana, o TMP. presión de funcionamiento típica es de 2-4 psi (14-28
kPa). El TMP aumentará a medida que el lado de alimentación de la membrana
se ensucia con sólidos. La agitación del lado de alimentación se proporciona
mediante el lavado de aire o líquido para mantener bajo TMP y evitar la
acumulación de sólidos en el lado de alimentación de las fibras de membrana.
Por ejemplo, burbujas gruesas, generados por un difusor por debajo de las
membranas, crean un efecto de fregado que reduce la acumulación de sólidos
en la superficie de la membrana externa.
El ciclo de uso incluye una etapa de relajación, o remojo paso cuando el
diferencial de presión se reduce o se pone a cero. La filtración se detiene por un corto
período de tiempo (minutos) durante la etapa de relajación para permitir que el efecto
de fregado para eliminar la materia en partículas de manera más eficaz. Este ciclo
puede procesar varias veces por hora, dependiendo de la demanda.
El mantenimiento periódico incluye típicamente un semanal
lavado a contracorriente químico para eliminar los depósitos tenaces.
Típicamente una baja concentración de una solución de cloro u otro limpiador se
inyecta en el lado filtrado de las membranas a un flujo bajo para una cantidad fija
de tiempo. La solución clorada absorbe en las fibras de membrana y poros,
rompiendo cualquier incrustantes que no se eliminaron por lavado normal. Una
etapa de relajación no-presión se puede usar entonces para eliminar las
suciedades sueltas, y el funcionamiento normal se puede reanudar.
Digestión
Los finos y sólidos disueltos se pueden desglosar por digestión utilizando
microorganismos aerobios o anaerobios ( ’insectos’). Estos microorganismos
pueden ser de cualquier variedad de bacterias, protozoos, hongos, algas, rotíferos,
e incluso gusanos, dependiendo del tipo de residuo que necesita ser reducido. Para
los residuos fábrica de cerveza, que principalmente consisten de bacterias.
Los microbios son sensibles a la temperatura y pH, prosperando mejor a
85-95 ° F (30-35 ° C), y 6.5 a 7.5 pH. El intervalo de pH puede ser más amplio,
5-9, pero 6.5 a 7.5 es óptimo. El pH puede caer rápidamente en los sistemas de
digestión, debido a
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Si el pH cae, debe ajustarse rápidamente para evitar biológica mortandad y un alto
a tratamiento. El agua baja alcalinidad típicamente preferido en las operaciones de
cervecería es propenso a los cambios de pH más amplio debido a su relativa falta
de almacenamiento en búfer.
Las necesidades nutricionales de los microbios no pueden ignorarse
tampoco. Por lo general, la fábrica de cerveza suministros de desecho todo lo
que necesitan (fosfatos, calcio, magnesio, sulfato) pero a veces se requiere el
nitrógeno amoniacal extra para mantener un crecimiento sano, lo mismo que para
la levadura. En general
los microbiosexigir
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relación / nitrógeno / fosfato BOD de 100: 5: 1 para un mejor rendimiento. Una
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puede variar considerablemente en fuerza en función del proceso du jour. En
general, una DQO de> 5000 mg / L se considera residuos de alta resistencia.
Tabla 25-Típica Brewery Fuer
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a de residuos Parámetro
Concentración
(Mg / L)
Producción
típica
DQO total
3,000-5,500
2.5-7.5 lbs./bbl
DBO total
2.000-3.500
--
Solidos totalmente
suspendidos
400-800
0,3-1,1 lbs./bbl
Hay dos opciones para la digestión: aeróbico y anaeróbico. microbios
aerobios utilizan los gases (principalmente oxígeno) para fomentar su crecimiento y
digerir el efluente. microbios anaerobios digieren el efluente en ausencia de oxígeno
y producen gases (principalmente metano). Ambos procesos pueden consumir casi
la totalidad de los residuos de DBO de la fábrica de cerveza y producir una biomasa
lodo que es muy baja en DBO. En otras palabras, es bastante inerte y se puede
depositan en vertederos o se utiliza para compost. Los lodos procedentes de otras
industrias puede tener trazas de metales pesados u otros residuos peligrosos que
pueden ser más difíciles de eliminar, pero lodos fábrica de cerveza tiene el potencial
de ser un producto útil.
El tratamiento aeróbico
métodos de tratamiento aeróbico y equipos son bastante simples: construir un
gran tanque o estanque, instalar aireadores, añadir los microbios, y muy pronto
usted está reduciendo la DBO. La mezcla aireada de las aguas residuales y los
microbios digiere la
BOD en el agua residual. La biomasa se envía a un clarificador donde el
agua residual tratada se separa de los microbios y los microbios se
devuelven a la entrada del tanque de aireación para mantener el equilibrio de
la biomasa a las aguas residuales. manejan los sistemas aeróbicos de baja a
fuerza media de residuos mejor.
Cuidado con los Aceites y Desinfectantes Hop!
Los microbios en digestores no son más inmunes a lúpulo y desinfectantes
que otros microbios que deterioran la cerveza. El relativamente reciente
énfasis en los OPI y dry hopping ha causado problemas a varias fábricas de
cerveza que tratan sus propios residuos, como el lúpulo pueden inhibir
ambas insectos y tratamiento. La mejor solución para esto es tomar medidas
adicionales para mantener el lúpulo gastó fuera de la corriente de aguas
residuales (mejor selección).
Los desinfectantes son, por supuesto anti-microbiana, pero que se puede
esperar que sean desactivadas en el tanque de ecualización. Por desgracia,
este no es siempre el caso. Los desinfectantes de ácido peracético parecen
tener el más largo
la actividad residual y medidas adicionales deben tomarse medidas para
neutralizarlos antes de entrar en el digestor. Una adición cáustica puede ayudar
a desactivar ácido peracético en las aguas residuales.
Figura 39-aeróbica La digestión del tanque en Sierra Nevada Brewing Co., Chico, CA.
Figura 40-aeróbica La digestión Estanque en New Belgium Brewing Co., Fort
Collins, CO.
Clarificadores pueden ser tanques o estanques. Los tanques pueden ser
circular con un punto central entrada y salida alrededor del perímetro del tanque, o
rectangular con una entrada en un extremo y una salida en el otro. La distancia entre la
entrada del tanque y la salida proporciona tiempo para la biomasa ahora-más pesado
para asentarse fuera del flujo de aguas residuales. Clarificado las descargas de agua
en la parte superior del tanque, mientras que la biomasa de lodos
recoger en la parte inferior del tanque se bombea de nuevo al tanque de
aireación para digerir más BOD. El lodo tratado se descarga del sistema y
típicamente deshidrata de modo que pueda ser mejor manipularse y
eliminarse. Hay varias opciones de eliminación de lodos disponibles,
incluyendo la aplicación al suelo, compostaje y vertederos.
Las ventajas de los sistemas aeróbicos es que son fáciles de instalar y
operar, y pueden ampliarse fácilmente. Cuando funciona correctamente, el
olor del tanque aireado o estanque es mínima con la mayoría de los gases
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y agua. Si se opera de forma incorrecta, la bacteria puede morir, el tanque puede ir
anaeróbico, y los malos olores se habrán distribuido en la zona. La economía actual
de tratamiento sugieren que los sistemas aeróbicos son los más adecuados para
cargas de hasta 5.000 libras de DQO por día. Más allá de que la carga, sistemas
anaerobios pueden ser más económico.
Algunas de las desventajas de un sistema de tratamiento aeróbico son los
requisitos de alta energía para la aireación, una gran huella de procesamiento para el
tanque (s) / estanque y clarificador, y un alto rendimiento de biomasa (es decir, lodo
tratado). Capacidad de expansión (la construcción de más tanques de aireación o
estanques) es una
buena característica pero utiliza una gran cantidad de espacio disponible. A menudo, el
gran volumen de aguas residuales puede abrumar el sistema de tratamiento, no por su
fuerza, sino por su volumen. Aquí es donde la deshidratación se vuelve importante. La
filtración por membrana puede ayudar a eliminar el agua del flujo de residuos y aquí es
donde biorreactores de membrana entran en juego.
Membrana Biorreactores (MBR)
El proceso MBR reemplaza el típico clarificador de sedimentación. unidades
MBR tienen huellas drásticamente más pequeños, a menudo de 5% o menos
del depósito de origen. Un MBR es esencialmente un armario lleno de
bastidores de filamentos de microfiltración o en hojas. El MBR se puede colocar
dentro o al lado del tanque digestor, y trabaja filtrando el exceso de agua,
manteniendo la biomasa en el tanque. Las membranas pueden ser o bien
microfiltración (~ 0.1 poros micrométricos) o ultrafiltración (~ 0,01 micrómetros),
dependiendo de la necesidad, y pueden conseguir una separación casi
completa de las partículas del agua. El agua de permeado es típicamente y
clara libre de microbios, con pocos sólidos en suspensión (por ejemplo,
taninos). El agua todavía contendrá todos los sólidos inorgánicos disueltos
(minerales), y algunos compuestos orgánicos no digeridos
(Fosfatos residuales, taninos, etc), pero a niveles mucho más reducidos.
Mientras tanto, el efluente más concentrada es retenida para mayor ruptura
en el tanque de aireación.
Una corriente de burbujas a lo largo del exterior de filamentos
de microfiltración o en hojas de la unidad de MBR ayuda a evitar el
ensuciamiento. Stone Brewing Co. ha utilizado este tipo de sistema
junto con su tanque de digestión aeróbica durante años y ha
demostrado ser muy fiable y de mantenimiento bajos. Un MBR
reduce el volumen total de agua en el sistema de tratamiento, y
proporciona una fuente de agua que puede ser utilizado fácilmente
como lavar agua para material no crítico. El agua es biológicamente
pura y potable, pero sin un agente de desinfección residual. Tiene
fosfatos más disueltos (~ 50 ppm) y taninos que el agua de la fuente
original, pero mucho menos que el agua residual cruda. El agua
tiene el color del té (o cerveza) y un olor a tierra un poco seco. En
Stone, la mayor parte de este permeado recuperada se alimenta a
un sistema de ósmosis inversa para la purificación adicional.
El tratamiento anaeróbico
digestores aeróbicos son simples y eficientes, pero son relativamente grandes y la
energía caro de mantener. Por otro lado, los digestores anaerobios tienen huellas
más pequeñas, son más complicadas de ejecutar, pero pueden pagar por sí mismos
con la producción de biogás que puede ser utilizado como combustible. digestores
anaeróbicos son actualmente la mejor tecnología disponible para el tratamiento de
aguas residuales de la cervecería. Esta tecnología utiliza recipientes sellados para
mantener el aire fuera del proceso para crear la condición anaeróbica. El diseño más
común de los digestores anaerobios en las fábricas de cerveza de Estados Unidos
hoy en día son del tipo UASB (Flujo Ascendente anaerobio de manto de lodos), pero
hay otros tipos en uso en fábricas de cerveza, así como el EFB (Ampliado de lecho
fluidizado) donde la turbulencia líquido entra la biomasa agitado . Estos sistemas
utilizan tanques especializados y requieren una cuidadosa operación. Otra opción
utiliza un tanque sellado típico con circulación forzada para mantener el contenido
esté bien mezclado. Mezcla de movimiento lineal (LMM) es una tecnología reciente
de mezcla eficiente de la energía que utiliza un pistón de movimiento lento para
mantener el contenido del tanque mezclados. Cada uno de estos sistemas de
digestores realiza la misma tarea: convertir una gran cantidad de residuos
fuertemente en DBO
gas metano, mientras que la producción de menos volumen de lodo de un proceso
aeróbico.
Todos los digestores anaeróbicos utilizan bacterias productoras de metano para
reducir los residuos. Acetógenos (acetato de formación) puede estar presente también,
pero por lo general no son necesarios para descomponer residuos fábrica de cerveza.
acetógenos
como más cálido
temperaturas
de metanógenos
(Metano de formación).
Los metanógenos como 85-95 ° F (30-35 ° C). Las bacterias anaeróbicas son
muy sensibles al medio ambiente, y pueden ser abrumados por la levadura.
El proceso puede ser meticuloso y requiere atención constante.
El beneficio de la digestión anaerobia es el gas metano que
produce. Nominalmente tiene tres opciones con el gas: puede estallar a
la atmósfera (quemarla), que se puede limpiar y utilizarlo en la fábrica de
cerveza, o se puede limpiar y venderlo. El biogás contiene otros gases
además de metano, que es típicamente 50-70% del total. La mayor parte
del resto del gas es vapor de dióxido de carbono y agua, pero hay trazas
de sulfuro de hidrógeno, y otros hidrocarburos. De limpieza consiste en
eliminar estos contaminantes. Una vez limpio, el gas metano puede ser
utilizado
en calderas o motores. El valor calorífico del biogás después del secado es
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secado está logrando mediante la presurización y la condensación.
Figura 41-Flujo Ascendente anaeróbico manto de lodo sistema de
digestión. El biogás se recoge desde el centro.
Figura 42 La parte superior del sistema de digestión anaerobia en New Belgium
Brewing Co., Fort Collins, CO. Un sistema anaeróbico debe ser cerrada desde el
aire circundante, así que no hay mucho que ver desde el exterior.
La deshidratación de lodos
El lodo o biomasa que se produce a partir de estos digestores es pobre en
nutrientes y tiene poco olor. El agua debe ser removido de los lodos para
ayudar a la eliminación y ahorrar costes de envío. El agua se puede
eliminar por filtración o centrifugación decantador. coagulantes poliméricos
se pueden añadir a los lodos para ayudar en el proceso de deshidratación y
mejorar su manejo. Por ejemplo, la centrífuga decantadora de Stone
Brewing no se ejecuta todos los días de la semana, y produce un (18% de
agua) de lodo seco deleznable
con poco olor (huele a tierra). La mayoría de los vertederos no aceptarán desechos
líquidos, por lo que la deshidratación de lodos puede ser necesaria si que es donde se
dirige el material. Si el lodo es tierra-aplicado o utilizado como una enmienda del suelo,
a continuación, la deshidratación puede ser opcional. Aunque el contenido de
nutrientes se reduce significativamente por el proceso de tratamiento, los lodos puede
ser una enmienda del suelo deseable para las tierras agrícolas.
Resumen
Fábricas de cerveza utilizan una gran cantidad de agua, y que los recursos hídricos se
hacen más escasos, la conservación y la gestión del agua son cada vez más
importantes. El tratamiento de aguas residuales en la fábrica de cerveza se puede
manejar de varias maneras, a menudo con sencillos pasos. El primer paso para
cualquier fábrica de cerveza, incluso los más pequeños, es instalar un tanque de
ecualización para moderar la fuerza y el volumen de los residuos. Esto puede ser de
gran ayuda para evitar multas cuando cloacas en aguas residuales con una planta de
la ciudad o el tratamiento. Más tarde, como la fábrica de cerveza crece, es el primer
paso para el tratamiento de la casa. A medida que el volumen de aguas residuales
y aumenta
recargos de la utilidad de aguas residuales crecen, se hace más económica para el
tratamiento previo de las aguas residuales de la cervecería. Sí, cuesta tiempo y dinero
para asumir estas tareas, pero el esfuerzo
nunca se pierde. Pregunte a cualquier fábrica de cerveza de tamaño medio de la
inversión en el tratamiento del agua en la casa, y la respuesta más común es: “Lo
hicimos para ahorrar dinero.”
UN
Química Glosario y
Cebador
El propósito de este apéndice es proporcionar un glosario y un cebador para
facilitar la discusión de agua y elaboración de la cerveza a lo largo de este libro.
Por lo tanto, este glosario no es un diccionario general de palabras asociadas a
términos de agua, o elaboración de la cerveza. Si no puede encontrar el término
que estás buscando, compruebe el Índice; el término puede ser definido en el
texto.
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resto de la molécula se denomina la base conjugada. Por ejemplo, el
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la base conjugada. Un ácido monoprótico tiene un protón para donar
y un ácido poliprótico tiene más de uno.
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en una cantidad definida. Acidez siempre debe estar definido con respecto al
punto final de pH específico o la magnitud de cambio de pH.
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básica de un metal alcalino o un metal alcalinotérreo (es decir, las dos primeras
columnas de la tabla periódica de elementos).
Alcalinidad -
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en una cantidad definida. Alcalinidad siempre debe estar definido con respecto al
punto final de pH específico o la magnitud de cambio de pH.
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uno o más de los hidrógenos ha sido reemplazado por un grupo alquilamonios
o arilo. Un aminoácido es una amina que consiste en ácido carboxílico y
diversas moléculas orgánicas de cadena lateral. A cloramina es una amina
donde uno (o más) de los hidrógenos ha sido reemplazado por un átomo de
cloro.
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gases en nuestro mundo. Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento, tal
como un átomo de oxígeno, hierro, o de carbono, en contraposición a una molécula.
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a veces referido como un Dalton (abreviatura Da), especialmente por los
bioquímicos. El peso atómico de un átomo es su peso expresado en U o
Daltons. A Dalton o U se define como 1/12 de la masa del átomo de carbono
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Para ser precisos, la masa de un protón se define para ser
1.00727647012u, y los neutrones son 1.00866490414u. La masa de un
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se considera que es significativa en la mayoría de los cálculos.
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de las masas de los isótopos de un elemento. El peso atómico de un
elemento se utiliza para el cálculo de los pesos moleculares, pesos
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como adimensional, pero fue derivado para describir el número de
átomos en 1 mol-gramo de oxígeno,
es decir, el número de átomos de oxígeno en 1 mol de oxígeno que pesa
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Brönsted-Lowry. Cuando una base acepta un protón, el resto de la
molécula se llama el ácido conjugado. Por ejemplo, el compuesto iónico de
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cualquier organismo nocivo por medios químicos o biológicos. Un desinfectante o
desinfectante.
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midiendo la cantidad de oxígeno consumido por las bacterias en una incubadora
durante un período de cinco días
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moderar el cambio en el pH de una solución. La forma en que funciona es que la
constante de disociación de la memoria intermedia se encuentra cerca del pH de
la solución, de manera que cuando se añade otro producto químico, tal como un
ácido fuerte o base, el agente tampón se disocia o re-asociados de acuerdo con
el principio de Le Chatelier para mantener el equilibrio, y minimiza de este modo
el cambio en el pH. Un tampón es más eficaz cuando el pH se encuentra cerca
del pKa del compuesto tampón y cuando tiene uno o más iones en común con el
producto químico (s) que se añade a la solución.
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su capacidad para resistir un cambio de pH, en mEq / pH • L o mEq / pH • kg,
dependiendo. La cantidad de acidez o alcalinidad de una sustancia es igual a
la capacidad de amortiguación de la sustancia multiplicado por el cambio en el
pH. Muy similar
a la relación entre la corriente,
resistencia, y el voltaje, con respecto a la ley de Ohm (I = R x E).
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agua de escaldado para imitar la famosa agua de Burton-upon-Trent en el Reino
Unido.
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mol que el ion representa. Un ácido fuerte o de base tiene una carga
constante, pero la carga por mol de un ácido débil o base pueden variar con
el pH como en el caso de los ácidos polipróticos carbonato y bicarbonato, y
débiles, tales como ácido fosfórico.
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moléculas. Es un vínculo más flojo que los enlaces moleculares iónicos o
covalentes, donde el ión metálico es solamente fuertemente asociado con el
agente quelante, y puede ser
separado sin necesidad de una reacción química. Podría ser comparado con el
uso de cinta adhesiva en lugar de la soldadura de dos piezas juntas.
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que describe la materia y la forma en que se comporta en condiciones
particulares. Es un tema amplio, que abarca sub-disciplinas como la
química general, química analítica, la bioquímica, la química física,
química electro, química orgánica e inorgánica, la química cuántica,
química de polímeros, la biología molecular y la química nuclear.
toques la química del agua en algunos de éstos: química general,
química inorgánica y química física.
Química general se refiere a la distribución por fundamental de la materia:
electrones, protones y neutrones, y las formas en que se combinan para
formar los diversos elementos químicos, iones y compuestos.
La química orgánica se refiere a compuestos de carbono (ya sea de
los seres vivos, como el nombre sugiere, o
sintético) y la química inorgánica abarca todo lo demás. El estudio de agua
de infusión cae principalmente bajo inorgánico. Un lote se dice acerca de los
carbonatos, que hacen, por supuesto, contienen carbono, pero el carbonato
de calcio es un mineral y por lo tanto no se considera orgánico. ofertas de
química física con las propiedades de las soluciones y los gases, el grado en
que las cosas se disuelven, cómo ácidos y bases actúan como una función
del pH, y los equilibrios químicos, que son muy importantes para la química
del agua.
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productos de una reacción química, en la forma general de A + B ↔ C +
D. La extensión de la reacción es descrita por la reacción o la constante
de equilibrio. Ver
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orgánicos biodegradables y no biodegradables mediante la medición de
la cantidad de un oxidante fuerte (dicromato típicamente de potasio) que
reacciona con el
muestra. La prueba de DQO sobreestima la cantidad de contaminante orgánico en el
agua en comparación con la prueba de DBO, pero su velocidad y consistencia que sea
valioso en la planificación de las necesidades de tratamiento de agua.
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compuesta por dos o más elementos. Un compuesto se forma y se puede
dividir por reacciones químicas, y tiene una estructura definida mantienen
unidos por enlaces químicos.
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parciales de los gases en el sistema.
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otra manera actúa para hacer que una sustancia más húmedo capaz, tal como un
tensioactivo, pero también actúa como un defloculante para evitar que una sustancia
de formación de grumos en presencia de un líquido.
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Constante de disociación, Ácido
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un
tipo de constante de equilibrio que describe cómo fuertemente disociado la
molécula de ácido es; esto es una medida de la fuerza del ácido. Por ejemplo,
el ácido fosfórico es un ácido poliprótico y tiene tres constantes de disociación,
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considerada fuerte (o fuertemente disociado) es si el pH de la solución es al
menos dos unidades mayor que el pKa del ácido. Por lo tanto, el primer
protón
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disociado a menos que el puré o pH de la solución fue de al menos
9,20 o superior. Para la tercera protón para ser fuertemente
disociado, el pH de la solución tendría que ser 14.37 o superior, que
es difícil de crear.
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volumen determinado de agua pasa en realidad dentro del filtro de carbono.
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disolver las incrustaciones de carbonato.
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con carga positiva) en el núcleo; esto se conoce como el número atómico.
Por ejemplo, el carbono tiene 6 protones, el oxígeno tiene 8, y el oro tiene 79.
Si un átomo tiene un número diferente de protones en su núcleo de otro
átomo, entonces es un elemento diferente. Si usted tiene un átomo de
carbono y administrar de sacar uno de los protones en el núcleo, entonces ya
no es de carbono, pero el número de boro-5 atómica.
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una mezcla no estable de dos líquidos, como aderezo de ensalada vinagreta,
o mayonesa.
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reactivos y productos no cambian con el tiempo. Un sistema es también en el
equilibrio cuando la reacción directa tiene lugar a la misma tasa que la reacción
inversa. Las velocidades de reacción de las reacciones de avance y retroceso
generalmente no son cero, pero iguales. Por lo tanto, no hay cambios netos en
las concentraciones de la sustancia reaccionante (s) y producto (s).
Equilibrio constante -U
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adecuadamente la relación de las actividades químicas de los productos de
reacción más de los reactivos, pero también puede ser descrito por las
concentraciones de los productos y reactivos, donde las concentraciones son
típicamente criaron a
una potencia de acuerdo con los coeficientes de reacción química.
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Las constantes de equilibrio pueden ser números muy pequeños, tales como
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el logaritmo negativo del número, como en pH.
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con o suministrar un mol de iones de hidrógeno (es decir, protones) a una reacción
química.
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relación en peso de kilogramos de agua a kilogramos de molienda (es decir,
litros a kilogramos), y por lo tanto normalmente se cita sin unidades. Si la
relación se discute en otras unidades, tales como cuartos por libra (qts / lb) a
continuación, las unidades deben ser incluidos. La conversión general entre
cuarto
por libra a litros por kilogramo es 1 qt / lb = 2 L / kg.
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que se disuelve en un tipo y volumen de líquido dada es directamente
proporcional a la presión parcial de este gas en equilibrio con ese líquido.
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de protones en el núcleo, y por lo tanto un átomo se considera eléctricamente
neutro. Un átomo con un número diferente de electrones que protones no es
neutra, y se llama un ion. Los iones son naturalmente creados durante las
reacciones químicas con otros elementos y / o compuestos. Los iones pueden
ser tanto elementos o compuestos. La diferencia en la carga del electrón del
ion con el elemento de base / compuesto se llama la valencia, y se indica como
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partículas cargadas negativamente y por lo tanto un átomo / compuesto que
pierde electrones se vuelve más positivo, mientras
un
átomo / compuesto que gana electrones se hace más negativa. Los aniones
están cargados negativamente iones y cationes están cargados positivamente.
Isótopo
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de neutrones en el núcleo que se considera típico, aunque esto es engañoso.
No existe una única proporción ’correcta’ de neutrones de un elemento, (al
igual que no hay un estilo único ’normal’ de la cerveza), pero algunos isótopos
se producen con más frecuencia que otros en la naturaleza. Un elemento
puede tener varios isótopos. El ejemplo más común es el uranio (número
atómico 92), que tiene 3 isótopos que se producen en la naturaleza, U238,
U235, U233 y. U238 tiene 146 neutrones en su núcleo, U235 tiene 143, etc.
El isótopo más común de un elemento típicamente no está etiquetado como
ser un isótopo, por ejemplo, “carbono” para Carbon 12, en contraposición a
“Carbon 14”, que se entiende que es una forma menos común de carbono.
Principio de Le Chatelier -E
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sigue: Un equilibrio va a reaccionar a un cambio en la concentración,
temperatura, volumen o presión
ya sea a mantener el equilibrio o establecer un nuevo equilibrio, en
función del tipo de cambio. Por lo general, significa que si se aumenta la
concentración de los reactivos químicos, la concentración de productos
de la reacción se incrementará, de acuerdo con la constante de
equilibrio.
La reacción de Maillard -E
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alimentos se nombra para químico francés LouisCamille Maillard, que describió
por primera vez en 1912. La química del proceso fue posteriormente definido por
el químico estadounidense John Hodge en 1953, en el que un aminoácido y un
azúcar reaccionan para producir cualquiera de los cientos de compuestos, muchos
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pigmentada que se forman por las reacciones de Maillard de azúcares de tipo
aldehído y aminoácidos. Ellos son responsables de muchos de los sabores y
aromas de la firma de alimentos horneados y asados.
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describir una cantidad igual de químicos “cosas.” Estas cosas pueden ser
átomos o moléculas (o iones o cargas de electrones) y es útil para los
químicos para describir la cantidades de cosas que participan en una
reacción química. Por lo tanto, podemos decir que 2 moles de hidrógeno
reaccionan con 1 mol de oxígeno para producir 1 mol de agua. Sin embargo,
el topo se desarrolló con el advenimiento de la teoría atómica como los
científicos se cuantificando masa atómica,
y había al menos tres candidatos para el estándar, es decir, hidrógeno,
oxígeno y carbono. Eventualmente, el carbono isótopo 12 fue elegido, y
un lunar se definió como el número de átomos en 12 gramos de
carbono 12. Por consiguiente, el número de Avogadro se definió como
el número de átomos en 1 mol de carbono 12, y ese número desde
entonces ha ha determinado experimentalmente que
6.02214078
x
10
23 +/-
1,8
x
10
17.
Un isótopo de un elemento tiene el mismo número de protones en su núcleo
como el elemento padre, pero un número diferente de neutrones. Los
isótopos se identifican por el número total de protones y neutrones en el
núcleo. Por ejemplo, la nomenclatura de carbono 12 significa que el átomo
contiene 6 neutrones, además de los 6 protones, significadas por su número
atómico, 6.
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de la fórmula de una sustancia es igual al peso total de todos los
átomos que lo componen. El peso molecular del agua es de 18
gramos por mol, compuestos de 2 hidrógenos y 1 de oxígeno. Un
mol de
agua pesa 18 gramos y se compone de número de moléculas de agua
de Avogadro. El peso molecular de una sal hidratada, tal como cloruro
de calcio incluye el peso de las dos moléculas de agua que están
asociadas con ella.
Molécula m
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poliatómico reconocido, que consta de dos o más átomos del mismo o de
diferentes elementos.
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asociación con el calcio, es responsable de cálculos renales y beerstone.
La precipitación de cristales de oxalato de calcio en la cerveza envasada
puede crear sitios de nucleación para la rápida evolución de las burbujas
de dióxido de carbono, llamado chorro. Los factores que afectan a los
niveles de oxalato en la malta no están bien
entendido.
Oxidación O
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realidad, es la pérdida de electrones o un aumento en el estado de oxidación de una
molécula, átomo o ion. La pérdida de electrones también se puede considerar como
la ganancia de un protón,
es decir, la aceptación de protones, tal como por una base.
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en solución, basado en la concentración. El concepto fue introducido por primera
vez por el químico danés Søren P.
L. Sørensen en el Laboratorio Carlsberg en 1909, y revisado para el uso
moderno en 1924. El uso actual en la química equipara la terminología
para el logaritmo negativo de las constantes de disociación como en
(pK).
medidor de pH -U
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pocos
cientos de dólares, pero la mayor parte de ese costo es en el electrodo. La
electrónica del medidor tienden a ser similares en estos días. ¿Quieres
conseguir un medidor que tiene por lo menos +/- 0,05 exactitud el pH, si no es
+/- 0,02, y el ATC. ATC mantiene la sonda en la calibración cuando la
temperatura de la muestra es de varios grados fuera de la temperatura de
calibración. capacidad de calibración de dos puntos se prefiere sobre un solo
punto. Un buen electrodo puede ser ya sea sellado o rellenable y tendrá una
resolución de +/- 0.02 pH o más pequeño. Un electrodo doble unión es menos
propenso a la contaminación que un solo electrodo de unión, que es importante
cuando se trabaja con soluciones viscosas pegajosos como mosto y cerveza.
Algunos modelos de electrodos desechables tienen uniones, lo que permite una
limpieza más fácil y una vida más larga.
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diluidas tales como agua y mosto.
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de oxidación de una molécula, átomo o ion. La ganancia de electrones también se
puede considerar como la pérdida de un protón, es decir, la donación de protones, tal
como un ácido.
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de carga electrostática) que pueden resultar de la reacción de neutralización de
un ácido y una base. El carbonato de calcio es una sal de ácido carbónico y el
hidróxido de calcio. sulfato de calcio es una sal de ácido sulfúrico e hidróxido
de calcio. La sal de mesa es la sal de ácido clorhídrico e hidróxido de sodio. El
ácido y la base pueden ser de cualquier tipo; estos ejemplos acaba de pasar a
utilizar formas de hidróxido.
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una forma conveniente de expresar números muy pequeños y muy grandes.
La notación científica simplifica un número expresándola como un decimal
(llamado la mantisa) multiplicado por una potencia de 10 (el exponente). Por
lo general, la mantisa está escrito con un solo dígito a la izquierda del punto
decimal, y el resto atrás. Como ejemplos: 150 mil millones de células de
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exponentes en múltiplos de 3, es decir, miles, millones, mil millones, y esto
se conoce como notación de ingeniería. Por lo tanto, 150 mil millones se
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9.
El número de dígitos, incluyendo ceros, que sigue el decimal indica el
grado de precisión de la serie, y éstos se llaman dígitos significativos.
dígitos significativos son importantes en los pesos y medidas, ya que
cuentan la resolución de la medición. Las reglas para dígitos
significativos son los siguientes:
1. Cualquier número distinto de cero es significativo, eg155 tiene 3 dígitos
significativos.
2. Un cero entre dos números distintos de cero es significativo,
por ejemplo 107 también tiene 3.
3. Cualquier ceros detrás de la coma decimal son significativos,
por ejemplo, 1,4100 tiene 5 dígitos significativos.
4. Un número que contiene ceros a la derecha sin el punto decimal es
ambigua. Por ejemplo, el número 1500 parece ser un número
redondo, por ejemplo, aproximadamente uno y medio mil. Además
de precisión podría estar indicada si se subrayó la cero de salida, o
por adición de un punto decimal, por ejemplo, 1500 (3) o
1500. (4).
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La notación científica también simplifica los cálculos. A
multiplicar dos números en notación científica, multiplicar las mantisas y
sumar los exponentes. Para dividir dos números en notación científica,
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cantidades relativas de reactivos y productos, de manera que una ecuación
equilibrada forma típicamente relaciones de número entero positivo. Una
ecuación de reacción equilibrada no tiene un exceso o deficiencia de reactivo.
Por ejemplo:
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de calcio (ppt), un mol de gas dióxido de carbono (g), y un mol de agua. Tenga
en cuenta que la
número de átomos de calcio en cada lado de la ecuación es la misma (1), el
número de átomos de carbono en cada lado es el mismo (1), el número de
átomos de oxígeno en cada lado es la misma (3) y el número de átomos de
hidrógeno en cada lado es el mismo (2). También la suma de las cargas en el
lado izquierdo (2, 2 de -1 = 0) es igual a la suma de las cargas en el lado
derecho (0). Esta ecuación es equilibrada. Las cargas están equilibradas.
Además, si contamos todos los átomos en un lado de la flecha que tenemos
el mismo número en el otro lado. Esta es la definición de una ecuación
equilibrada. Como con estructura de la oración, una ecuación equilibrada no
siempre es correcta pero una desequilibrada es siempre incorrecta.
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de la tensión superficial entre un líquido y un sólido.
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una función como una suma infinita de términos que se calculan a partir de los
valores de los derivados de la función en un solo punto. La ecuación que
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describir en general la función.
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agua, tal como cloruro sódico o azúcar o carbonato de calcio, etc.
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procedimiento de laboratoriopara
determinar una concentración desconocida de un soluto conocido. También se
conoce como análisis cuantitativo o volumétrica porque las mediciones de
volumen juegan un papel crítico. En valoraciones ácido-base, un reactivo,
típicamente un ácido fuerte o base, se prepara como una solución estándar. La
cantidad específica de reactivo (volumen x concentración) utilizado para
cambiar el pH de la solución a un punto final especificado determina la
concentración desconocida del soluto. Las titulaciones utilizan a menudo un
cambio de color de tinte, llamado un indicador, para determinar visualmente
cuando se ha alcanzado el punto final, aunque el uso de medidores de pH
digitales para monitorear el progreso es cada vez más común.
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o destino, e indica que la alcalinidad de carbonatos se calculan con
respecto a un pH puré objetivo, en lugar de punto final de titulación
estándar de 4,3 o 4,5 para la determinación de la alcalinidad total.
alcalinidad Z es siempre menor que la alcalinidad total de la misma agua.
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La acidificación de la
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Agua
Nota: Cada vez que la acidificación del agua de elaboración de la cerveza era
discutido en correspondencia a la pregunta que más a
menudo se plantea es: “¿Qué le pasa al calcio?” En
respuesta, AJ DELANGE generosamente aportó lo
siguiente.
Un modelo para la estimación de pH puré se presentó en
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se suma para determinar ya sea: a) el pH puré de que mejor se adapten a la
condición de suma cero, o b) el número de miliequivalentes de ácido o base
necesaria para poner a cero la suma final con respecto a un pH objetivo (Z).
Este apéndice se centrará en el agua, y el presente
gráficos y métodos para determinar el efecto de la acidificación de la
alcalinidad total en el agua si un ácido fuerte se utiliza para llevarlo a un pH
particular en el intervalo puré general (5,2,
5.5, 5.75 y 6.0). Las tablas también estiman el efecto sobre los niveles de
calcio en el agua si se utiliza ácido fosfórico para la acidificación, en
oposición a los ácidos láctico o clorhídrico, por ejemplo.
Cerveceros deben superar dos fuentes de tampón para cambiar el
pH puré desde un valor inicial hasta el valor objetivo Z: bicarbonatos en el
agua, y los pares ácido / base en la malta.
La capacidad tampón de los pares ácido / base en cualquier malta dado se
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Cuando acidificar la elaboración de la cerveza o burbujeo de agua
por delante de la masa, sólo nos interesa con la capacidad de
amortiguación del agua y el mEq / l de ácido para superarla. Si nos vamos
a acidificar el agua a un pH de 4,3, entonces la capacidad de
amortiguación del agua sería la alcalinidad total del agua en mEq / L
dividido por el cambio en el pH:
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La cantidad de ácido que tendríamos que acidificar el agua al puré
pH (ex. 5.5) es por lo tanto menos de las mEq-típicamente de 10 a 20 por
ciento menos alcalinidad total. Aquí es donde el concepto de Z alcalinidad
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agua para triturar el pH, no se requiere tratamiento adicional de agua, y la
preocupación único que queda es el tampón de los maltas (donde, sin
duda, se necesita más investigación).
Este enfoque sugiere que las curvas incrementales para
50, 100, 150,
y
200
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sería muy útil en la planificación de tratamiento de agua. La manera más fácil
de explicar cómo utilizar estos gráficos es con el ejemplo.
Ejemplo 1-Determinar Adiciones ácido para reducir
la alcalinidad y el pH Baja
Supongamos que tenemos un agua que tiene la siguiente composición:
16 ppm Ca
50
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pH de 7.5
pequeñas cantidades de magnesio, sodio, cloruro y sulfato
Nuestro objetivo es acidificar el agua al pH puré blanco de 5,5.
¿Cuánto ácido usamos? Y la cantidad de alcalinidad Cómo podemos
neutralizar?
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para el gráfico se divide en cuatro niveles de pH para tres condiciones. Los
cuatro niveles de pH son 6,0
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Las líneas con cuadrados son para un pH de 5,5. La línea continua con
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5,5 “, que indica que esta es la curva que muestra el efecto de la acidificación a
pH 5,5 utilizando ácido sulfúrico. En realidad, esta curva funciona para cualquier
ácido fuerte, tal como curva de ácido-misma láctico o clorhídrico. El ácido
fosfórico tiene su propia curva (segunda condición) porque es un ácido débil y no
totalmente protonar (más sobre esto más adelante).
La forma en que esto funciona es que vamos a la intersección de nuestra curva
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es de aproximadamente
6. Obsérvese que la escala es logarítmica, es decir, que los valores van de 2
a 10 ppm y de 10 a 50 ppm. La respuesta a la segunda pregunta,
“La cantidad de alcalinidad que hizo
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50-6 = 44
ppm
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Y esta respuesta es la que nos permite responder a la primera
pregunta, “cuánto ácido usamos?” - dividiendo el cambio en la alcalinidad
por su peso equivalente, 44/50 = 0,88 mEq / L.
Por lo tanto, 0,88 mEq de ácido (por litro) que se necesita para neutralizar la
alcalinidad. Suponiendo que hemos preparado una solución normal de 1 de ácido
sulfúrico (es decir, 1 N = 1 mEq / ml),
esto requeriría 0,88 mililitros de 1 N de ácido por litro de agua que queríamos
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volúmenes
para la preparación de 1 N
concentraciones.
Mesa
26
-Preparación 1 Solución normal de ácido Ácidos Común
Solución
madre w /
w%
Densidad
(kg / l)
molaridad
(METRO)
mL de ácido para
preparar 1 l de 1 normal
Solution (N)
Clorhídrico
10%1.048
2.9
348
Clorhídrico
37%
1.1812.0
83.5
Láctico
88%1.209
11.8
84.7
Sulfúrico
10%
1.071.1
458,3
Sulfúrico
98%
1.8418.4
27.2
Fosfórico
10%
1.051.1935 *
Fosfórico
85%
1.6914.7
68 *
*
Fosfórico
es
aproximadamente
monoprótico
a
pH
puré.
La razón por la que parecen ser la solución de este problema hacia atrás
(es decir, la búsqueda de la alcalinidad restante y después determinar la
cantidad de ácido que utilizamos para llegar allí) se debe a que la química es
compleja, que requiere cálculos iterativos para resolver. Por lo tanto, hemos
resuelto el
ecuaciones para las condiciones específicas a fin de generar curvas que nos
permiten interpolar los valores para la mayoría de condiciones.
Ejemplo 2-Determinación de ácido fosfórico Adiciones
para reducir la alcalinidad y el pH Baja
Ahora vamos a repetir el Ejemplo 1 usando ácido fosfórico. Fosfórico es un
ácido débil que no lo hace completamente protonar. En otras palabras, el
número de iones de hidrógeno liberado (o la carga por mmol) cambia
dependiendo del pH de la solución, como carbonatos hacen. El grado de
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tiene 3 hidrógenos disponibles-es un ácido débil.
Hacemos lo mismo que antes, excepto que se utiliza la curva discontinua
con símbolos cuadrados conectados (segunda condición). Tenga en cuenta que la
línea de ácido fosfórico está por encima de la línea de ácido fuerte. Esto significa
que fosfórico reduce menos alcalinidad para la misma caída en el pH como un
ácido fuerte hace. Esto es porque los aniones de ácido fosfórico son bases más
fuertes que los aniones de ácido clorhídrico, sulfúrico, o láctico
ácidos.
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discontinua con cuadrados) y de iniciar el pH del agua de 7,5. Esta vez
solamente 41 ppm de alcalinidad se redujo.
Dividiendo el cambio en la alcalinidad por su peso equivalente,
41/50 = 0,82 mEq / L
Por lo tanto, se utilizó 0,82 mEq de ácido (por litro) para neutralizar
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aportados por cada milimol de ácido fosfórico en llegar a un pH
particular. El valor mEq a 5,5 pH es 1,02. Suponiendo que hemos
preparado una solución 1 molar (diferencia de nota) de ácido fosfórico
(es decir, 1 mmol / ml), que necesitaría 0,82 / 1,02 = 80 mmol de ácido
fosfórico por cada litro de agua.
Ejemplo 3-Determinación de pérdida de calcio de
ácido fosfórico Adiciones
Hay una complicación potencial al agregar fosfórico
el ácido al agua antes de que el puré. El calcio y la forma fosfato del
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que precipita para liberar iones de hidrógeno y bajar el pH puré. Los
fosfatos en ácido fosfórico también pueden reaccionar con el calcio
en el agua y, potencialmente, podrían precipitar antes de que el
agua, incluso llega al puré. La pregunta es, “¿Cuánto calcio se
elimina del agua por acidificación con ácido fosfórico?”
No podemos predecir la precipitación de apatita como una función de
adición de ácido fosfórico debido a que los mecanismos de precipitación de
apatita son muy difíciles de modelo. Sin embargo, podemos calcular los niveles
de saturación de calcio que pueden ser toleradas antes de la aparición de
precipitación como una función del pH. Este límite de saturación es transportada
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condiciones del ejemplo 2, la intersección de la línea de pH 5,5 (cuadrados, de
puntos) a pH inicial 7,5 indica una concentración de poco más de 400 mg / L en la
escala de calcio en el lado derecho de la carta. Por debajo de este nivel, la
solución no está saturado con respecto al calcio y la precipitación de apatita no
ocurrirá. Esto significa que el contenido de calcio 16 mg / L
de nuestra agua no se verá afectado y podemos usar ácido fosfórico
para acidificar a pH 5,5, sin pérdida de calcio.
Estos gráficos nos muestran cómo evitar la pérdida de calcio, pero también
revelan dos tendencias que no se haya dado cuenta:
El límite de saturación de calcio aumenta cuanto más se acidifican. Esto
es lógico desde el punto de vista de que las sales de calcio son más
solubles en soluciones más ácidas. Sin embargo, puede ser contrario a la
intuición para aquellos de ustedes que se han preocupado en el pasado
sobre la acidificación del agua de rociado demasiado, y por lo tanto han
acidificado solamente a un pH de 6,0, sólo para “tomar el borde de” la
alcalinidad. El límite de saturación de calcio a pH 6,0 es bastante bajo,
sólo alrededor de 4 ppm para las condiciones que hemos discutido.
El límite de saturación de calcio disminuye con el aumento de nivel de
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5,75 es de aproximadamente 100 ppm de 50 ppm de alcalinidad, mientras que
el límite para el mismo pH de punto final es de aproximadamente 40 ppm para
150 ppm de alcalinidad (suponiendo pH inicial de agua
8,0 para ambos).
Por lo tanto,
si se va a acidificar con
ácido fosfórico, asegúrese de que usted toma este compromiso entre la
alcalinidad, calcio y pH variable en cuenta. Esta situación no se produce
cuando la acidificación con otros ácidos.
Ejemplo 4-adición de calcio a acidificado
Agua
Ahora vamos a suponer que queremos preparar una cerveza clara con esta
misma agua. Las composiciones de agua sugeridas en
Ca
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que su alcalinidad residual mejor coincida con el color pálido del estilo y alcanza el
rango de pH puré derecha, etc Por lo tanto tenemos la intención de añadir una
cantidad suficiente de sulfato de calcio al tanque de licor caliente para llevar el nivel
de calcio de 100 ppm. Esto está muy bien, ya que el límite de saturación de calcio
para este agua a pH 5,5 es de aproximadamente 400 ppm. Sin embargo, hay que
darse cuenta de algo: que la adición de calcio a esta agua ya acidificado
probablemente bajar el pH del agua aún más por una cierta cantidad, predecir
difíciles de pequeña.
Por lo tanto, es mejor añadir el sulfato de calcio a la
agua antes de acidificar con ácido fosfórico al 5,5 pH. De esta manera sabemos
que los 100 ppm de calcio en solución es estable, y sabemos que el pH del
agua acidificada. Por supuesto, si usted tiene un medidor de pH y lo está
utilizando para medir sus resultados, a continuación, usted sabe que su pH final
del agua no importa qué orden de adición que utilice. El punto es que si usted
está haciendo esto por primera vez y tratar de predecir las cantidades de su
adición y resultados, se debe añadir las sales primero y el segundo ácido.
Notas generales de uso
G
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y
200
ppm
como
CaCO
3
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presentan en este apéndice. Pero supongamos que el agua tiene una
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como
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Sí,
los resultados de este y otros niveles de alcalinidad pueden ser determinados
por interpolación. Comparación de las líneas 5,75 acidificación de las listas de
50 ppm y 100 ppm. El uso de un pH inicial de agua
7.5 como nuestra base de comparación, y acidificando a 5,75 con ácido fuerte, las
curvas muestran aproximadamente 9,5 ppm de alcalinidad restante en el gráfico 50
ppm, y aproximadamente 20 ppm en el
100 gráfico ppm. Como 75 es la mitad de camino entre 50 y 100, es lógico
pensar que 75 ppm de alcalinidad se reduce a medio camino entre 9,5 y 20 o
alrededor de 15 ppm.
Interpolación también funciona para los niveles de saturación de calcio,
pero los resultados en más de una estimación aproximada debido a las escalas
logarítmicas y las suposiciones químicas que tuvimos que hacer. Observe que el
valor de 3 en una escala logarítmica está a medio camino entre los valores de 1 y
10, y que 30 está a medio camino entre 10 y 100. Esto es porque en una escala
logarítmica, LOG de 3 = 0.477, LOG 5 = 0,699, etc. Tenga esto en cuenta a la hora
echando un vistazo a los valores entre las marcas en la escala lo que parece ser
dos y medio es en realidad ~ 2,3, y lo que parece ser dos y tres cuartas partes es
en realidad ~ 2,56.
Para 50 ppm de alcalinidad con un punto final de 5,5 pH, el nivel de
saturación de calcio es de aproximadamente 430 mg / L para pH 7,5 agua y
aproximadamente 170 mg / L para las mismas condiciones a 100 ppm de
alcalinidad. El promedio aritmético de estos dos números es de 300, lo que sugiere
que el nivel de calcio de saturación para agua alcalinidad 75 ppm debe estar cerca
de este número. De hecho, es 257 mg / L, por lo que la interpolación lineal para
saturación es en el mejor de una estimación aproximada. Sin embargo, estas tablas
son a estimación aproximada de todos modos, por razones que discutiremos más
adelante.
Las curvas de ácidos fuertes son bastante robustos, lo que significa
que deben darle una estimación razonable. Sin embargo, cuando se trata
de la precipitación de apatita, más generalizaciones que se habían hecho, y
los números son menos robustos. Sin entrar en detalles agonizante, la
probabilidad de precipitación se produce depende de muchos factores. El
factor más importante es el producto de solubilidad del ser sólido formado.
Se utilizó el valor de pK = 117 para hidroxilapatita (tomado de Stumm y
Werner). productos de solubilidad es muy difícil, si no imposible, para medir
con precisión, por lo que existe incertidumbre en todos los números de
saturación. Además, si la solución no es “ideal” (y no lo es), tenemos que
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calcio y fosfato uno del otro y reducir la probabilidad de la atracción y la
precipitación. Hemos utilizado la teoría de Debye-Huckle modificado para
producir estos gráficos, pero esta teoría tiene sus propias limitaciones. En
tercer lugar, no hemos considerado la
limitaciones de solubilidad de otras sales tales como los fosfatos primarios y
secundarios de calcio.
Por lo tanto, con el fin de llegar a las curvas de saturación hemos creado
una solución hipotética de alcalinidad dado a pH dado en un modelo de
ordenador, y después se añade de forma incremental de calcio a la solución,
comprobado el producto iónico para ver si era inferior a la saturada valor, y luego
repite los pasos hasta que se alcanzó el producto iónico de saturación. (Ningún
animal fue dañado durante este proceso, aunque el gato fue definitivamente
poniendo de los nervios.)
Pero no se puede agregar catión calcio solo, también debe agregar un
anión para mantener el equilibrio eléctrico neutro. Se utilizó sulfato porque
alta dureza permanente se asocia más comúnmente con sulfato de cloruro.
Sulfato tiene un efecto más fuerte de la fuerza iónica de cloruro hace y por
tanto, si hubiéramos utilizado cloruro, la saturación de los niveles de calcio
habría salido inferior. Sin embargo, el corolario de este supuesto es que si se
está trabajando con o construcción de un agua que tiene una relación de
sulfato a cloruro de menos que uno, tal como 1: 2; o ninguna sulfato en
absoluto, tal como agua para una lager Pilsner, sugerimos el corte de la
valor de saturación de calcio en un medio para estar en el lado seguro.
Resumen
Estas curvas se pueden utilizar para darle una buena idea de qué esperar
cuando acidificando el agua con ácido fosfórico u otros ácidos fuertes. Las
estimaciones de ácido fuerte tienen mejor confianza de las estimaciones de
ácido fosfórico. Las estimaciones de las curvas deben ser verificados
mediante la medición de los niveles de calcio disueltos después de la adición
de ácido fosfórico si hay alguna duda de que la precipitación de calcio puede
haber ocurrido.
Si la precipitación de calcio es posible, acidificar a un pH más bajo será
reducir esa probabilidad. Sin embargo tenga en cuenta que, al hacerlo, puede
sobrepasar su objetivo pH puré a valores por debajo de 5, inhibiendo la conversión
apropiada y reducir el rendimiento. Sus resultados pueden variar.
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Figura 43-restante alcalinidad y saturaciones de calcio después de la
acidificación: 50 ppm de alcalinidad total como CaCO3.
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Figura 44-restante alcalinidad y saturaciones de calcio después de la
acidificación: 100 ppm de alcalinidad total como CaCO3.
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Figura 45-restante alcalinidad y saturaciones de calcio después de la
acidificación: 150 ppm de alcalinidad total como CaCO3.
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CaCO
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Figura 46-restante alcalinidad y saturaciones de calcio después de la
acidificación: 200 ppm de alcalinidad total como CaCO3.
La Figura 47-mEq protonación por mmol de ácido fosfórico, como una función de la
acidificación de punto final.
do
Iones, sal y ácido
cálculos
Las concentraciones de sal
El procedimiento para el cálculo de las contribuciones de iones de
añadir un peso de una sal particular al agua es muy fácil una vez que
se descomponen en pasos. El primer paso es dividir el peso de la sal
que va a agregar (típicamente 1 gramo) por su peso molecular para
calcular la fracción de 1 mol de que la sal que va a agregar al agua. El
peso molecular de la sal debe incluir el número de moléculas de agua
unidas si la sal se hidrata, tales como cloruro de calcio, que tiene
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fracción en peso del catión y la fracción en peso del anión que
componen el peso molecular de la sal, y se multiplica cada una de
estas fracciones por la fracción molar de la adición. tal vez
sería más fácil de mostrar con un ejemplo.
Problema
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Solución
Primero tenemos que calcular el peso molecular (molar) de cloruro de
calcio. El recipiente de cloruro de calcio debe tener la fórmula
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molecular incluye dos moléculas de agua y el peso molecular del agua
necesita ser incluido en el peso molecular de la sal. Para calcular el
peso molecular de una sustancia, buscamos todos los pesos atómicos
de los elementos de la tabla periódica de los elementos:
Ca = 40.078 Cl
= 35.453 H =
1,00794 O =
15,9994
No necesitamos una gran precisión para esto, así que les podemos redondear
a:
Ca = 40 Cl =
35,5 H = 1 O
= 16
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:
40 + (2
x
35,5) + 2
x ((2 x 1) 16) = 147 gramos / mol
El siguiente paso es calcular la fracción molar de calcio y
cloruro en el compuesto.
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147 = 0,272
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CaC
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2
• 2H
2
O e
s
:
(2 x 35,5)
÷
147 = 0,483
El resto del peso molecular es el agua. Una vez que conocemos las
fracciones molares, podemos determinar
el peso de cada contribución de iones. Así pues, si 1 gramo de cloruro
de calcio se disuelve en 1 litro de agua, se puede decir que la fracción
en peso de calcio es 1 gramo x
0,272 = 0,272
gr
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o
272 m
ili
gr
am
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(m
g
)
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e Ca +
2.
Del mismo modo, para el cloruro, 1 gramo x 0,483 = 483 miligramos
C
l
-
1.
Pero ¿cómo llegar desde miligramos a la concentración? Aquí
es donde el sistema métrico facilita las cosas: 1 litro de agua pesa 1
kilogramo de acuerdo con la definición original de un kilogramo de
1799 (a la temperatura de referencia de 4 ° C). El peso oficial de hoy
es un poquito diferente, pero es insignificante para nuestros
propósitos.
Por lo tanto, 1 gramo se disolvió en 1 litro de agua es lo mismo
que decir 1 gramo se disolvió en 1.000 gramos de agua. Volviendo a la
fracción en peso de calcio, 1 gramo de cloruro de calcio contiene 272 mg
de calcio, que si se disuelven en un litro de agua, sería igual a 272 mg /
L o 272 ppm.
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x
10
3
g
= 1
x
10-
6
o
1
parte por millón.
Por lo tanto 1 gramo de cloruro de calcio disuelto en 1 litro de agua
equivale a:
272
pp
m
d
e Ca +
2
y
483
pp
m
d
e C
l
-
1
Volviendo al problema original (1 gramo de cloruro de calcio disuelto
en 1 galón de agua), esto se convierte en una cuestión de simplemente
dividiendo esa concentración por el volumen extra.
1 galón de agua = 3,785 litros, así que en vez de ser 272 mg / 1 litro,
la concentración se convierte en 272 mg / 3.785 litros, o:
272
÷
3.785 = 71,8 ppm de Ca en un galón de agua
483
÷
3.785 = 127,6 ppm Cl en un galón de agua
Se trata de cómo se calculan las contribuciones de sal.
Intercambio de cloruro de calcio para yeso
Problema
Supongamos que ha construido una receta agua usando agua destilada y
se desee cambiar la relación de sulfato a cloruro de sin cambiar la
concentración total de calcio en el agua. La receta actual del agua es de
200 gramos de yeso y 100 gramos de cloruro de calcio en 300 galones de
agua. Esto da a las concentraciones de iones de:
65 ppm Ca 98
pp
m SO
4
42 ppm Cl
-Sulfato-a cloruro de ratio = 2,3: 1
Sin necesidad de utilizar una hoja de cálculo, ¿cómo se calcula una nueva
relación de sulfato a cloruro de 1: 1?
Solución
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presentadas en ppm de sulfato de calcio y cloruro de calcio.
En 1 gramo por galón, sulfato de calcio da 61,5 ppm Ca y 147,4
pp
m SO
4-2.
En 1 gramo por cloruro de calcio galón da 72,0 ppm Ca y
127,4
ppm
Cl-
1.
La solución a este problema es un caso de 2 ecuaciones y 2
incógnitas. Las incógnitas son los pesos gramo de sulfato de calcio (X)
y cloruro de calcio (Y) tal que:
a) las concentraciones de aniones de ambas sales son iguales.
b) la adición de estas concentraciones de sal tendrá una concentración
total de Ca de 65 ppm.
Para la primera ecuación, sabemos que el peso en gramos de sulfato
de calcio (X) multiplicado por su contribución anión es igual al peso en
gramos de cloruro de calcio (Y) multiplicada por su contribución anión, es
decir, la concentración de sulfato es igual a la concentración de cloruro.
147.4X = 127.4Y
Resolviendo para Y, esta ecuación se simplifica a:
Y = 147.4X
÷
127,4 = 1.16X
Para la segunda ecuación, sabemos que las contribuciones de
calcio de estos mismos pesos gram debe ser igual a un total de 65 ppm
Ca. El aporte de calcio de calcio
sulfato es 61,5 ppm y la contribución de calcio de cloruro de calcio es
de 72 ppm, por tanto:
61.5X + 72y = 65
sustituyendo para Y nos da, 61.5X + 72 (1.16X) = 65
61.5X + 83.5X = 145X = 65
X = 0,448 gramos por galón de sulfato de calcio
enchufar X de nuevo en nuestra ecuación para Y = 1.16X
Y = 0,520 gramos por galón de cloruro de calcio
Multiplicando estos pesos por los 300 galones de agua a
tratar da la composición:
65 ppm Ca 66
pp
m SO
4
66 ppm Cl-
El cálculo es exactamente el mismo cuando se utiliza gramos por litro y
litros.
La dilución de ácidos fuertes
Problema
¿Cómo se calcula la cantidad de ácido que es igual a X número de
miliequivalentes?
Solución
En realidad, hay dos problemas aquí: 1. (la pregunta básica anterior), y 2.
¿Cómo se hace una solución de menor concentración que es más fácil de
medir y más seguro de manejar?
La respuesta parcial a la primera pregunta es para crear una solución 1
Normal (N) del ácido. La definición de una solución 1 N es que 1 litro contiene
1 equivalente del soluto (el ácido), y por lo tanto 1 mililitro contiene 1
miliequivalente. Así que si usted necesita, por ejemplo, 1,8 mEq por litro para
acidificar
1,135.5 litros (300 gal) de licor caliente, 1,8 x 1135.5 = 2,044 mililitros de esta
solución de ácido 1 N.
El siguiente problema es, ¿cómo se crea una solución 1 N de una
concentración más alta de ácido comercial?
Creación de una solución 1 N de ácido clorhídrico
Vamos a empezar con ácido clorhídrico, que se vende normalmente a una
concentración de 37%. La primera cosa a entender es
que este es un porcentaje en peso, no un porcentaje de volumen. Acids siempre
son vendidos por ciento en peso.
Para resolver estos problemas, es necesario conocer el peso
molecular, la densidad, y la concentración del ácido (w / w%). Estos
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a 27 .
Tabla 27-Acid Acid Parámetros
mol)
Mole
Densidad (g
ConcentraciónEquivalentes
Peso (g /
/ ml)
(W / w%)
por mol
Clorhídrico
36.45
1.18
37%
1
Sulfúrico
98.08
1.84
98%
2
Láctico
90.081.20988%
1
Fosfórico
98.01.69
85%
~ 1 *
*
Los
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B
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El primer paso es resolver para las concentraciones molares de estas
soluciones estándar, y luego convertir esas moles / litro concentraciones de
equivalentes / litro utilizando el número de equivalentes por mol.
Multiplicando la densidad de 1000 nos da el peso en gramos de una
solución de 1 litro.
Multiplicando que peso de la solución por el porcentaje en peso de
concentración nos da el peso de soluto (gramos de ácido) en el 1 litro de
solución. Dividiendo el peso de soluto por el peso molar del ácido nos da
los moles por litro, que se llama la molaridad (M).
Densidad x 1,000 x% en peso
÷
Mole. = M (moles por litro)
Para 37% de ácido clorhídrico, esto funciona a:
1,18 x 1,000 x 0,37
÷
36,45 = 11.978 o 12,0 M
El ácido clorhídrico tiene 1 equivalente por mol, por lo que 12 M = 12
N. En el caso del ácido sulfúrico, una solución 12 M sería una solución 24 N,
ya que tiene 2 equivalentes por mol. Para calcular el volumen en mililitros de
esta solución 12 N de usar para crear una solución 1 N, dividir 1 litro (es
decir,
1.000 ml) por el número de equivalentes en la solución
concentrada.
Se necesitan 1.000 ml
÷
ácido clorhídrico 12 N = 83,3 ml de 37%
para crear una solución 1 N.
Pero lo que si usted compró una solución al 10% en lugar del 37%?
El mismo cálculo se aplica-sólo tiene que conocer la densidad. Si no
aparece en la etiqueta, se puede estimar por las proporciones, pero
recuerde que debe restar el 1 de la densidad como lo haría cuando se
trabaja con gravedad específica (que es lo mismo),
por ejemplo, 10% / 37% = x / 0,18
X = 0,0486 y por lo tanto la densidad de una solución al 10% de ácido
clorhídrico es de aproximadamente 1.0486. De acuerdo con fuentes de Internet, el
valor real está más cerca de 1.0474, por lo que el valor estimado está cerca.
Estos mismos cálculos funcionan para cualquier ácido fuerte que
protona completamente. Para ácidos débiles como fosfórico, un cálculo
adicional es necesaria para determinar el número de equivalentes por mol
como
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¡PRECAUCIÓN!
Siempre “Ha
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lo que deberías, agrega a los ácidos
agua."
No intente verter agua en un ácido fuerte, lo hará
reaccionar
con violencia y salpicaduras! Las diluciones de
ácidos concentrados deben hacerse lentamente y con cuidado por
personal capacitado. La dilución de ácidos típicamente libera calor y la
solución puede calentarse mientras se vierte. El método preferido es verter
el ácido concentrado en un vaso de precipitados lleno de agua que se
sienta en un baño de hielo.
La neutrali
z
ación de la alcalinidad con ácidos fuertes
Problema
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Solución
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3 (
50). El
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entonces es, la cantidad de ácido
que se necesita para reducir la alcalinidad de 3 mEq a 1 mEq de alcalinidad? La
respuesta es simplemente 3-1 = 2 mEq de ácido. Si tenemos una solución 1 N de
ácido preparado como en el problema anterior, a continuación, sólo se necesitaría
2 mililitros de la solución 1 N (por litro).
Nota: Este es un tipo completamente diferente de problema
que los ejemplos presentados en la acidificación
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B
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final, y sólo están estimando la cantidad de ácido para neutralizar
una cantidad particular de alcalinidad. También estamos
suponiendo que todo el ácido reacciona con la alcalinidad, es
decir, que no hay otras reacciones se llevan a cabo y no hay otras
sustancias están presentes que podrían reaccionar con el ácido.
Se trata de un conjunto diferente de supuestos.
Problema
S
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Ca (HCO
3) 2 +
2HCl → Ca + 2Cl
+
2CO
2 +
2H
2
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50%, suponiendo que el informe de la prueba de agua
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100
pp
m HCO
3-1
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Solución
La ecuación estequiométrica:
Ca (HCO
3) 2 +
2HCl → Ca +
2 +
2Cl
1 +
2CO
2 +
2H
2
O
es equilibrada, lo que significa que existe el mismo número de elementos
en ambos lados.
Sin embargo, la ecuación puede escribirse así:
c
a +
2 +
2 (HCO
3-1) +
2HC
l
→ Ca +
2 +
2C
l
1 +
2CO
2 +
2H
2
O
lo que nos da una mejor vista de un bit esencial: que no se necesita
2 moles de ácido clorhídrico para reducir 1 mol de bicarbonato de calcio;
más bien, se tarda 2 moles de ácido clorhídrico para reducir 2 moles de
bicarbonato, o esencialmente 1 para 1.
Nota: dos moles de ácido clorhídrico para 1 mol de
bicarbonato de calcio es técnicamente correcto, pero
cuando bicarbonato de calcio se disuelve en el agua como
dureza temporal, el calcio
deja la ecuación, nosotros dejando sólo la reacción de
reducción de iones bicarbonato.
Para reducir la concentración de bicarbonato de 50 ppm, convertirlo
a mEq / L dividiendo por el peso equivalente de bicarbonato (61), 50/61 =
0,82 mEq / L
Por lo tanto, se necesitan 0,82 miliequivalentes de ácido por litro, y el
volumen de ácido se pueden calcular como se indica anteriormente.
re
Equilibrio de carga de agua y
carbonato de Especies
Distribución
Puede ser difícil de entender las diferencias entre los informes de agua. Lo
hace a uno más fiable que otro, o más representativo? En cierta medida,
que depende de sus objetivos, ¿quiere ver las concentraciones medias de
varias áreas alrededor de la región, o de diferentes tiempos durante todo el
año, o quieres una instantánea de una fuente específica y el tiempo? Si
desea basar su decisión en los promedios, a continuación, una diferencia
de 3 miliequivalentes en el balance de carga eléctrica-catión a anión no
puede ser un problema. Si desea replicar un agua específico para una
cerveza específica, entonces la verificación de que los saldos informe
sobre el agua es un cheque de buena calidad.
¿Qué entendemos por equilibrio? Estamos hablando de las cargas
eléctricas de los iones en el agua. El agua es eléctricamente neutro, lo que
significa que normalmente no contiene una carga eléctrica. La suma de las
cargas eléctricas negativas de los aniones debe ser igual a la suma de las
cargas eléctricas positivas de los cationes. Sin embargo, algunos iones tienen
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dividiendo el peso molecular de cada compuesto por el número de
cargas. Este valor se denomina el peso equivalente. La división de la
concentración (en mg / L o ppm) de un ion por su peso equivalente nos
da las miliequivalentes por litro (mEq / L) de la sustancia. Resumiendo
los totales mEq / L tanto para los iones positivos y negativos en la
solución es cómo determinamos si el agua es eléctricamente equilibrado
o no.
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ejemplo, los cationes y aniones miliequivalentes para los perfiles de agua
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iguales. En el primer caso para la
agua Dortmund, no lo eran.
Resumiendo el catión mEq / L dio 11,25 + 3,3 + 2,6 =
17.2
Resumiendo el anión mEq / L dio 2,95 + 1,7 + 2,5 =
7.1
El equilibrio iónico es bastante separadas y por lo tanto las
concentraciones de iones dadas no son probablemente representante de la real
de agua, aunque pueden estar cerca. El segundo perfil,
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notablemente en el equilibrio de cargas. La principal diferencia entre
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Perfil Agua Dortmund Tabla 15
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2
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Suma (+) suma (-)
mg / L 225 40
180
60 60 120
mEq / L 11.25 3.3
2.95
2,6 1,7 2,5
17.2
7.1
El siguiente es otro perfil de Dortmund, a partir
Ca
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a 16 .
Perfil Agua Dortmund Tabla 16
ca +
2
mg +
2
HCO
3-1
Na +
1
cl-
1
ASI QUE
4-2
Suma (+) suma (-)
mg / L 230 15
235
40 130 330
mEq / L 11,5 1,2
3.8
1,7 3,7 6,9
14.5
14.4
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(. P 277), la distribución de carbonato a pH 7 muestra que el bicarbonato
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perfil desequilibrado con la corriente 180 ppm (2,95 mEq / L) de bicarbonato,
podemos calcular que la alcalinidad total es en realidad 2,95 / 80% =
3,69 mEq / l. Por supuesto, 3,69 mEq no llenan el vacío desequilibrio en
este caso particular. Sin embargo, el punto es que el efecto del pH del
agua en la distribución de especies de carbonato puede resultar en
subcontar los miliequivalentes totales de anión si se da sólo la
concentración de bicarbonato en lugar de la alcalinidad total.
Otra posible fuente de la discrepancia en el
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incorrectamente como simplemente Ca ppm, en lugar de dureza de
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equivalente de carbonato de calcio, en lugar de las de calcio y
magnesio, nos da 4,5 y 0,8 mEq / l, respectivamente, y las sumas se
convierten en miliequivalentes 7,9 y 7,1, lo que mejora el equilibrio.
Perfil Agua Dortmund Tabla 15
ca +
2 *
mg +
2 *
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SumaSuma (-
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60 60 120
mEq / L 4,5
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2,95 2,6 1,7 2,5
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7.1
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Si nos vamos a especular que el pH del agua fue de 7,4 en el
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sería realmente 3,24 mEq / L, y la suma de aniones sería 7,4, que está más
cerca aún. Este ejercicio fue
pura especulación, pero sirve para ilustrar que los errores potenciales en los informes
de agua pueden provenir.
Perfil Agua Dortmund Tabla 15
-
ca +
2 *
mg +
2 *
HCO
3-
Na +
1
cl-
ASI QUE
4
SumaSumaSuma
1
1
2
(+)(-)(-)
mg / L
22540180
60 60 120 7,4
mEq / L 4,5
0.8
2,95 2,6 1,7 2,57,9 7,4
*
L
a
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eza
como
CaCO
3
Los errores durante las pruebas de laboratorio o informes pueden ser una
fuente de aguainforme
desequilibrio. Sin embargo, una
informe sobre el agua desequilibrada no significa necesariamente que cualquiera o
todos los totales de iones reportados son incorrectos. Una fuente de error puede ser
que el agua contiene otros iones que no fueron probados o reportados.
concentraciones significativas de iones normalmente menores, tales como hierro,
potasio, nitrato, nitrito, o silicato pueden sesgar fácilmente el equilibrio si no está
incluido en el protocolo de ensayo. Un informe sobre el agua que incluye estos iones
menores es más probable que equilibrar. Como mínimo, un informe sobre el agua
debe incluir los principales iones observados en las tablas anteriores. Un informe
sobre el agua que tiene un catión
a-anión equilibrio dentro de 1 mEq / L se considera adecuada.
Equilibrio de dentro de 0,1 mEq / L se considera bastante aceptable. No
se necesita mucho de un cambio en la concentración entre los iones
para crear un 0,5 mEq / diferencia-a L cambio de 5-10 ppm en un par
de los iones lo hará.
Tabla 28-Porcentaje de carbonato de especies como una función del pH (de la
Figura 13;. P 66)
pH Carbonato% de bicarbonato% ácido carbónico%
40
0.42
99.58
4.2
0
0.66
99.34
4.4
0
1.04
98.96
4.6
0
1.63
98.37
4.8
0
2.56
97.44
5.0
0
4.00
96.00
5.2
0
6.20
93.80
5.4
0
9.48
90.52
5.6
0
14.23
85.77
5.8
0
20.83
79.17
6.0
0
29.42
70.58
6.2
0
39.78
60.21
6.4
0
51.15
48.85
6.6
0
62.39
37.6
6.8
0
72.44
27.54
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0.23
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